Question

【題目】已知：某無色廢水中可能含有H＋、NH4+、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、NO3-、CO32-、SO42-中的幾種，為分析其成分，分別取廢水樣品1 L，進行了三組實驗，其操作和有關(guān)圖像如下所示：

請回答下列問題：

（1）根據(jù)上述3組實驗可以分析廢水中一定不存在的陰離子是________，一定存在的陽離子是________。

（2）寫出NH4+的電子式________。

（3）分析圖像，在原溶液中c（NH4+）與c（Al3＋）的比值為____，所得沉淀的最大質(zhì)量是___g。

（4）若通過實驗確定原廢水中c（Na＋） ＝0.18 mol·L－1，試判斷原廢水中NO3-是否存在？________（填“存在”“不存在”或“不確定”）。若存在，c（NO3-）＝________ mol·L－1。（若不存在或不確定則此空不填）

Answer 1

【答案】CO32- Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NH4+ 2:1 10.7 存在 0.08

【解析】

無色廢水確定無Fe3+，根據(jù)實驗①確定有Na+，根據(jù)實驗②確定有SO42-，根據(jù)實驗③確定有Al3+，一定不含CO32-，故溶液中存在的離子為：Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NH4+，根據(jù)硫酸鋇沉淀求出n(SO42-)，根據(jù)圖象求出n(Al3+)和n(H+)，再根據(jù)電荷守恒確定有沒有NO3-。

（1）根據(jù)實驗①確定存在Na+，根據(jù)實驗②確定存在SO42-，根據(jù)實驗③圖像確定有H+、Al3+、NH4+、Mg2＋，沒有Fe3+，因為CO32-與Al3+不能共存，所以無CO32-；故答案為：CO32-； Na＋、H＋、Al3＋、Mg2＋、NH4+；

（2）銨根是復(fù)雜陽離子，其電子式為：，故答案為：；

（3）圖象中橫坐標(biāo)0.7～0.8段發(fā)生反應(yīng)Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，則生成氫氧化鋁沉淀的物質(zhì)的量為0.1mol；0.1～0.5段Al3+、Mg2+與NaOH反應(yīng)生成Al（OH）3、Mg(OH)2沉淀，總共消耗0.4molNaOH，結(jié)合Al3++3OH-=Al(OH)3↓可知生成0.1molAl(OH)3消耗0.3molNaOH，n(Al3+)=0.1mol，根據(jù)Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓可知生成Mg(OH)2沉淀消耗NaOH的物質(zhì)的量為：0.4mol-0.3mol=0.1mol，所以n[Mg(OH)2]=n(NaOH)=0.05mol，所得沉淀的最大質(zhì)量是：78g/mol×0.1mol+58g/mol×0.05mol=10.7g，0.5～0.7段發(fā)生反應(yīng)NH4++OH-=NH3H2O，n(NH4+)=0.2mol，在原溶液中c(NH4+)與c(Al3+)的比值為2：1，故答案為：2：1；10.7；

（4）0～0.1段發(fā)生反應(yīng)H++OH-=H2O，則n(H+)=0.1mol，0.5～0.7段發(fā)生反應(yīng)NH4++OH-=NH3H2O，n（NH4+）=0.2mol，生成的93.2g白色沉淀為硫酸鋇，n(SO42-)==0.4mol，根據(jù)（2）可知，溶液中還會有n(Al3+)=0.1mol、n(Mg2+)=0.05mol，n(Na+)=0.18mol/L×1L=0.18mol，根據(jù)電荷守恒可知：c(NO3-)×1L=3n(Al3+)+2n(Mg2+)+n(Na+)+n(NH4+)+n(H+)-2n(SO42-)=0.1mol×3+0.05mol×2+0.18mol+0.1mol+0.2mol-0.4mol×2=0.08mol，則c（NO3-）=0.08molL-1，故答案為：存在；0.08。