某工業廢水中可能含有如下幾種陽離子：陽離子Fe3+、Al3+、Fe2+、Ba2+、Na+離子Cl－、CO3...

來源：國語幫 1.2W

問題詳情：

某工業廢水中可能含有如下幾種*陽離子：

陽離子	Fe3+、Al3+、Fe2+、Ba2+、Na+
*離子	Cl－、CO32－、NO3－、SO42－、SiO32－

現對該廢水樣品進行以下研究： Ⅰ．向試管中滴加濃鹽*，有少量的無*氣體生成，氣體遇空氣立即變為紅棕*；

Ⅱ．若向Ⅰ所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白*沉澱生成。

Ⅲ．若向Ⅰ所得的溶液中加入過量的NaOH溶液，有紅褐*沉澱生成。過濾後向所得濾液中通入過量的CO2氣體，有白*絮狀沉澱生成。

根據上述實驗，回答下列問題：

（1）該廢水中一定含有的*離子是　　　　　，一定不含有的陽離子是　　　　　；（2）寫出Ⅲ的所得濾液中通入過量的CO2氣體生成白*絮狀沉澱的離子方程式（只寫這一個）：　　　　　　　　；

（3）已知用鋁粉可以除去廢水中的一種*離子（X）。若控制溶液的pH為10.7左右，再加入鋁粉，除去X離子的同時產生氨氣和氮氣，且體積比為1﹕4，完成下列反應的離子方程式並配平：(X用具體的離子符號表示)

Al　　 +　 X +　 OH－　＝AlO2－+　 NH3　 +　 N2　 +　　　　　　　　

該反應的還原產物是　　　　。若除去0.2mol X離子，要消耗鋁　　　　　 g。

（4）若將廢水中的鐵元素完全轉化成Fe3+，此時測得c(Fe3+)＝1.0×10－2mol·L－1，要想將其轉換為Fe(OH)3沉澱而除去，則應調節溶液pH至少大於　　　　　　　　　　　。（已知常温下Fe(OH)3的Ksp＝1.0×10－38）

【回答】

【知識點】離子反應，氧化還原反應，溶度積的計算 B1 B3 H5

【*解析】（1）NO3－　 SO42－; Ba2+ （2）AlO2－+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－（3）16Al + 9NO3－+ 7OH－　＝16AlO2－　 + NH3↑+ 4N2↑+ 2H2O　； NH3 、N2　； 9.6g

（4）2　

解析: （1）少量的無*氣體NO生成，氣體遇空氣立即變為紅棕*NO2，説明含有NO3－；加入BaCl2溶液，有白*沉澱生成説明含有SO42－，故不含Ba2+；過量的NaOH溶液，有紅褐*沉澱生成説明含有Fe3+；向所得濾液中通入過量的CO2氣體，有白*絮狀沉澱生成説明含有Al3+，故不含CO32－和SiO32－。（3）從此反應中可以看出X反應完了之後生成了NH3和N2，根據元素守恆得到X應為NO3－；反應前有*元素，根據元素守恆得到反應後也應該有*元素，故產物中還有H2O；根據化合價升降相等可以得到此反應。分析本反應中的化合價的變化可以看到氮元素化合價降低即還原產物為NH3　和 N2　；

根據反應16Al + 9NO3－+ 7OH－　＝16AlO2－　 + NH3↑+ 4N2↑+ 2H2O

16mol 9molNO3－

n (Al) 0.2mol

n (Al)=16×0.2/9 mol

故m (Al)= 9.6g

（4）Ksp＝1.0×10－38= c(Fe3+)×c3(OH-)

c(Fe3+)＝1.0×10－2mol·L－1,故c (OH-)=1.0×10－12 mol·L－1，又KW=1.0×10－14，故c (H+)=1.0×10－2 mol·L－1，pH=2，故將Fe3+轉換為Fe(OH)3沉調節溶液pH至少大於2。

【思路點撥】本題考查了離子反應和離子共存的應用，氧化還原反應的應用，溶度積的計算，涉及到的知識內容較多，綜合*較強。

知識點：化學平衡單元測試

題型：綜合題