Question

(15分)某工業廢水中僅含下表離子中的5種（不考慮水的電離及離子的水解），且各種離子的物質的量濃度相等，均為0.1mol/L。

陽離子	K+  Cu2+   Fe3+   Al3+   Fe2+
陰離子	Cl-   CO32-  NO3-  SO42-  SiO32-

甲同學欲探究廢水的組成，進行了如下實驗：

Ⅰ．用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰（透過藍色鈷玻璃觀察）。

Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化。

Ⅲ．另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變。

Ⅳ． 向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。

請推斷：

（1）由Ⅰ、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是           （寫離子符號）。

（2）Ⅲ中加入少量鹽酸生成無色氣體的的離子方程式是_________________________。

（3）將Ⅲ中所得紅棕色氣體通入水中，氣體變無色，所發生的化學方程式為

_______________________________________________________________

（4）甲同學最終確定原溶液中所含陽離子是           ，陰離子是              。（寫離子符號）

（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反應后過濾，洗滌，灼燒至恒重，得到的固體質量為                g。

（6）工業廢水中常含有不同類型的污染物，可采用不同的方法處理。以下是乙同學針對含不同污染物的廢水提出的處理措施和方法，其中正確的是         

選項	污染物	處理措施	方法類別
A	廢酸	加生石灰中和	物理法
B	Cu2+等重金屬離子	加硫酸鹽沉降	化學法
C	含復雜有機物的廢水	通過微生物代謝	物理法
D	堿性的廢水	用CO2來中和	化學法

 

Answer 1

【答案】

（1）K⁺   Fe³⁺  （2分） （2）3Fe²⁺ + NO₃^- + 4H⁺  3Fe³⁺ + NO + 2H₂O（2分）

（3）3NO₂+H₂O2HNO₃+NO （2分）   

(4)  Fe²⁺  Cu²⁺  （2分）       Cl^-   NO₃^-  SO₄^2-（3分）

（5）1.6g   （2分）      （6）D（2分）

【解析】（1）由Ⅰ可知溶液中不存在鉀離子。由Ⅱ判斷，溶液中一定沒有鐵離子。

（2）由Ⅲ可知，溶液中沒有SiO₃^2-、CO₃^2-。無色氣體是NO，說明加入鹽酸后發生了氧化還原反應，因此含有還原性的亞鐵離子，還含有NO₃^-，方程式為3Fe²⁺ + NO₃^- + 4H⁺  3Fe³⁺ + NO + 2H₂O。

（3）紅棕色氣體是NO₂，和水反應的方程式為3NO₂+H₂O2HNO₃+NO。

（4）由于共計是5中離子，所以根據以上分析可知，含有的離子是 Fe²⁺、Cu²⁺、      Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-。

（5）如果氫氧化鈉足量，最終得到的是氫氧化鐵和氫氧化銅沉淀，灼燒得到氧化鐵和氧化銅，物質的量分別是0.005mol和0.01mol，所以質量共計是1.6g。

（6）A不正確，應該是化學法。B不正確，應該是加入氫氧化物。C不正確，也是化學法，所以正確的答案選D。