某工业废水中可能含有如下几种阳离子：阳离子Fe3+、Al3+、Fe2+、Ba2+、Na+离子Cl－、CO3...

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问题详情：

某工业废水中可能含有如下几种*阳离子：

阳离子	Fe3+、Al3+、Fe2+、Ba2+、Na+
*离子	Cl－、CO32－、NO3－、SO42－、SiO32－

现对该废水样品进行以下研究： Ⅰ．向试管中滴加浓盐*，有少量的无*气体生成，气体遇空气立即变为红棕*；

Ⅱ．若向Ⅰ所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白*沉淀生成。

Ⅲ．若向Ⅰ所得的溶液中加入过量的NaOH溶液，有红褐*沉淀生成。过滤后向所得滤液中通入过量的CO2气体，有白*絮状沉淀生成。

根据上述实验，回答下列问题：

（1）该废水中一定含有的*离子是　　　　　，一定不含有的阳离子是　　　　　；（2）写出Ⅲ的所得滤液中通入过量的CO2气体生成白*絮状沉淀的离子方程式（只写这一个）：　　　　　　　　；

（3）已知用铝粉可以除去废水中的一种*离子（X）。若控制溶液的pH为10.7左右，再加入铝粉，除去X离子的同时产生氨气和氮气，且体积比为1﹕4，完成下列反应的离子方程式并配平：(X用具体的离子符号表示)

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

该反应的还原产物是　　　　。若除去0.2mol X离子，要消耗铝　　　　　 g。

（4）若将废水中的铁元素完全转化成Fe3+，此时测得c(Fe3+)＝1.0×10－2mol·L－1，要想将其转换为Fe(OH)3沉淀而除去，则应调节溶液pH至少大于　　　　　　　　　　　。（已知常温下Fe(OH)3的Ksp＝1.0×10－38）

【回答】

【知识点】离子反应，氧化还原反应，溶度积的计算 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）少量的无*气体NO生成，气体遇空气立即变为红棕*NO2，说明含有NO3－；加入BaCl2溶液，有白*沉淀生成说明含有SO42－，故不含Ba2+；过量的NaOH溶液，有红褐*沉淀生成说明含有Fe3+；向所得滤液中通入过量的CO2气体，有白*絮状沉淀生成说明含有Al3+，故不含CO32－和SiO32－。（3）从此反应中可以看出X反应完了之后生成了NH3和N2，根据元素守恒得到X应为NO3－；反应前有*元素，根据元素守恒得到反应后也应该有*元素，故产物中还有H2O；根据化合价升降相等可以得到此反应。分析本反应中的化合价的变化可以看到氮元素化合价降低即还原产物为NH3　和 N2　；

根据反应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，故将Fe3+转换为Fe(OH)3沉调节溶液pH至少大于2。

【思路点拨】本题考查了离子反应和离子共存的应用，氧化还原反应的应用，溶度积的计算，涉及到的知识内容较多，综合*较强。

知识点：化学平衡单元测试

题型：综合题