Question

某无色废水中可能含有Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Na⁺、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-离子中的几种，为分析其成分，分别取废水样品100mL，进行了三组实验，其操作（图1）和有关现象如图2所示：

请根据上图回答下列问题：
①实验中需配制1.0mol/L的NaOH溶液100mL，所需仪器除了玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管，还缺少的仪器为

 

．
②实验③中沉淀量由A→B过程中所发生反应的离子方程式为

 

．
③试确定NO₃^-是否存在？

 

（填“存在”、“不存在”、“不确定”），若存在，试计算c（NO₃^-）=

 

 （若不存在，此问不必作答）

Answer 1

考点：常见离子的检验方法,离子方程式的书写,配制一定物质的量浓度的溶液

专题：离子反应专题

分析：①配制1.0mol/L的NaOH溶液100mL，根据实验步骤所需仪器：玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管、100mL容量瓶；
②实验③中A→B过程是Al（OH）₃与OH^-发生反应；
③无色废水确定无Fe³⁺，根据实验①确定无Na⁺，根据实验②确定有SO₄^2-，根据实验③确定有Al³⁺和Mg²⁺，因为CO₃^2-与Al³⁺不能共存，所以无CO₃^2-；故溶液中存在的离子为：Al³⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，根据硫酸钡沉淀求出n（SO₄^2-），根据图象求出n（Al³⁺）和n（Mg²⁺），再根据电荷守恒确定有没有NO₃^-．

解答： 解：①配制1.0mol/L的NaOH溶液100mL，根据实验步骤所需仪器：玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管、100mL容量瓶，
故答案为：100mL容量瓶；
②实验③中A→B过程是Al（OH）₃与OH^-发生反应，其方程式为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
③无色废水确定无Fe³⁺，根据实验①确定无Na⁺，根据实验②确定有SO₄^2-，根据实验③确定有Al³⁺和Mg²⁺，因为CO₃^2-与Al³⁺不能共存，所以无CO₃^2-；故溶液中存在的离子为：Al³⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，已知硫酸钡沉淀为2.33g，则n（SO₄^2-）=

2.33g

233g/mol

=0.01mol，
 根据图象可知与Al（OH）₃的OH^-为：n（OH^-）=0.005mol，
  Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O         Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓  
  n（Al³⁺）    0.005mol          n（Mg²⁺）    0.035-3n（Al³⁺） 
所以n（Al³⁺）=0.005mol，n（Mg²⁺）=0.01mol  所以溶液中Mg²⁺和Al³⁺所带正电荷与SO₄^2-所带负电荷不相等，因此存在NO₃^-，
设NO₃^-物质的量为nmol，根据电荷守恒得：3n（Al³⁺）+2n（Mg²⁺）=2n（SO₄^2-）+n（NO₃^-）所以n（NO₃^-）=0.015mol，所以c（NO₃^-）=

0.015mol

0.1L

=0.15mol/L，
故答案为：存在；0.15mol/L．

点评：本题考查了常见离子检验，现象的判断和离子检验，关键是图象分析离子特征和离子共存的判断，题目难度中等．