Question

【題目】水是生命之源，它與我們的生活密切相關(guān)。

（1）自來水廠常用高鐵酸鉀(K2FeO4)改善水質(zhì)。簡述高鐵酸鉀用于殺菌消毒同時(shí)又起到凈水作用的原理_____________________________________________________________。

（2）電鍍廢水中含有劇毒的NaCN，加入NaClO處理該堿性廢水時(shí)生成Na2CO3、NaCl和N2。

①寫出該反應(yīng)的離子方程式：__________________________________________。

②處理a m3含NaCN bmg·L-1的廢水，至少需要NaC1O的質(zhì)量為______________g。

（3）某工業(yè)廢水中可能含有Na+、Mg2+、A13+、Fe3+、NH4+、CO32-、SO42-、NO3-中的幾種，為確定其成分，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：

a．取該廢水進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，火焰為黃色；

b．另取10mL該廢水于試管中，加入足量的Ba(NO3)2溶液和稀硝酸，充分反應(yīng)后過濾得到4.66g白色沉淀；

c．另取10mL該廢水于試管中，滴加NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量隨所加NaOH溶液體積的變化關(guān)系如下圖所示(不考慮沉淀的溶解和損失)。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)和圖表數(shù)據(jù)回答：

①該工業(yè)廢水中一定不存在的離子有_________________(寫離子符號)。

②c(NaOH)=_____________________。

③NO3-是否存在?_______(填“存在”、“不存在”或“不確定”)，理由是_____________________________________________________

Answer 1

【答案】 K2FeO4具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，生成的Fe3＋水解生成氫氧化鐵膠體，能凝聚水中的懸浮物，達(dá)到凈水的目的 5ClO－＋2CN－＋2OH－=5Cl－＋2CO32－＋N2↑＋H2O 3.8ab Mg2＋、Fe3＋、CO32－ 1.0mol·L－1 存在 由題意得，溶液中n(SO42－)=0.02mol，n(Al3＋)=0.01mol，n(NH4＋)=0.01mol，且含有Na＋，根據(jù)電荷守恒可知，溶液中一定含有NO3－

【解析】（1）高鐵酸鉀中鐵元素的價(jià)態(tài)是+6價(jià)，K2FeO4具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，同時(shí)生成的Fe3＋水解生成氫氧化鐵膠體，能凝聚水中的懸浮物，達(dá)到凈水的目的。（2）①反應(yīng)中C、N元素化合價(jià)分別從+2價(jià)、－3價(jià)升高到+4價(jià)和0價(jià)，氯元素化合價(jià)從+1價(jià)降低到－1價(jià)，因此根據(jù)電子得失守恒和原子守恒可知該反應(yīng)的離子方程式為5ClO－＋2CN－＋2OH－=5Cl－＋2CO32－＋N2↑＋H2O。②根據(jù)方程式可知處理am3含NaCNbmg·L-1的廢水，至少需要NaClO的質(zhì)量為。（3）a．取該廢水進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，火焰為黃色，一定含有Na+；b．另取10mL該廢水于試管中，加入足量的Ba(NO3)2溶液和稀硝酸，充分反應(yīng)后過濾得到4.66g白色沉淀，沉淀一定是硫酸鋇，因此一定存在SO42-，物質(zhì)的量是4.66g÷233g/mol＝0.02mol；c．根據(jù)圖像可知開始即產(chǎn)生沉淀，達(dá)到最大值后沉淀不變化，這說明還含有銨根。最后沉淀完全消失，所以沉淀一定是氫氧化鋁，即一定存在鋁離子，不存在鎂離子、鐵離子和碳酸根離子。氫氧化鋁是0.78g，物質(zhì)的量是0.01mol，消耗氫氧化鈉是0.03mol，沉淀鋁離子消耗氫氧化鈉溶液是30mL，則氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度是0.03mol÷0.03L＝1.0mol/L；與銨根反應(yīng)消耗氫氧化鈉溶液是10mL，物質(zhì)的量是0.01mol，則銨根是0.01mol。①根據(jù)以上分析可知該工業(yè)廢水中一定不存在的離子有Mg2＋、Fe3＋、CO32－。②c(NaOH)=1.0mol·L－1。③由題意得，溶液中n(SO42－)=0.02mol，n(Al3＋)=0.01mol，n(NH4＋)=0.01mol，且含有Na＋，根據(jù)電荷守恒可知，溶液中一定含有NO3－。