Question

某无色废水中可能含有

H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Na⁺、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-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，其操作和有关图像如下所示：Ⅰ：

请回答下列问题：

（1）根据上述3组实验可以分析废水中一定不存在的离子有__________；

（2）实验③中所发生反应的离子反应方程式__________；

（3）分析图象，在原溶液中c(NH₄⁺)与c(Al³⁺)的比值为， NO₃^-是否存在？__________填(“存在”“不存在”或“不确定”)。

Ⅱ：现有A、B、C、D、E五种可溶性强电解质，它们在水中可电离产生下列离子(各离子不重复)。

阳离子	H^+、Na^+、Al^3+、Ag^+、Ba^2+
阴离子	OH^-、Cl^-、CO3^2-、NO3^-、SO4^2-

已知：①A、B两溶液呈碱性；C、D、E溶液呈酸性；

②A溶液与E溶液反应既有气体又有沉淀产生；A溶液与C溶液反应只有气体产生；

③D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀；C只能与D反应产生沉淀；

④上述沉淀包括难溶物和微溶物．

试回答下列问题：

（1）A溶液呈碱性的原因是__________________(用离子方程式表示)；

（2）D是______________溶液，E是______________溶液(均写化学式)。

Answer

Ⅰ（1） Fe3+、Mg2+、CO32- （2） H++OH-=H2O Al3++3OH-=Al(OH)3↓ NH4++OH-=NH3·H2O

Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O（3）1：1 不确定

Ⅱ（1）CO32-+H2OHCO3-+OH- （2）AgNO3 Al2(SO4)3

【解析】

试题分析：Ⅰ（1）无色废水确定无Fe3+，根据实验①确定有Na+，根据实验②确定有SO42-，根据实验③确定有Al3+，一定不含Fe3+、Mg2+，因为CO32-与Al3+不能共存，所以无CO32-；故溶液中存在的离子为：Na+、Al3+、NH4+、H+、SO42-，废水中一定不存在的离子有Fe3+、Mg2+、CO32-；（2）实验③中依次发生的离子反应有酸碱中和：H++OH-=H2O，生成沉淀：Al3++3OH-=Al(OH)3↓，生成一水合氨，NH4++OH-=NH3·H2O，氢氧化铝能溶于氢氧化钠中，即Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；（3）已知硫酸钡沉淀为2.33g，则n(SO42-)=2.33g÷233g/mol=0.01mol， 根据图象可知与Al(OH)3的OH-为：n(OH-)=0.007mol，

Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

n(Al3+) 0.007mol

所以n(Al3+)=0.007mol，将铝离子沉淀需要氢氧化钠0.021mol，所以溶液中H+消耗氢氧化钠0.014mol，氢离子的物质的量是0.014mol，NH4++OH-=NH3•H2O，消耗氢氧化钠0.007mol，所以铵根离子的物质的量是0.007mol，原溶液中c(NH4+)与c(Al3+)的比值为1：1，有于钠离子的量无法确定，所以根据电荷守恒，无法确定是否在存在硝酸根离子；Ⅱ：①A、B两溶液呈碱性，结合离子的共存可知，应为Ba(OH)2、Na2CO3中的一种，C、D、E溶液呈酸性，应为AgNO3、硫酸铝、HCl中的一种；②A溶液与E溶液反应既有气体又有沉淀产生；A溶液与C溶液反应只有气体产生，则A为Na2CO3，B为Ba(OH)2，E为Al2(SO4)3，C为HCl；③D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀；C只能与D反应产生沉淀，则D为AgNO3；（1）A为碳酸钠溶液，因碳酸根离子的水解溶液显碱性，水解离子反应式为CO32-+H2OHCO3-+OH-；（2）D是AgNO3，E为Al2(SO4)3。

【考点定位】考查常见离子检验，考查离子的共存及物质的推断，现象的判断和离子检验

【名师点晴】解题关键是图象分析离子特征和离子共存的判断，具体分析：无色废水确定无Fe3+，根据实验①确定有Na+，根据实验②确定有SO42-，根据实验③确定有Al3+，一定不含Fe3+、Mg2+，因为CO32-与Al3+不能共存，所以无CO32-；故溶液中存在的离子为：Al3+、NH4+、H+、SO42-，根据硫酸钡沉淀求出n(SO42-)，根据图象求出n(Al3+)和n(H+)，再根据电荷守恒确定有没有NO3-，据此分析解答。