Question

（13分）研究工业废弃物的处理和防治具有重要的意义。

（1）利用反应CH₄+2NO₂ N₂+CO₂+2H₂O可消除NO₂的污染，该反应中氧化剂是____，当消耗CH₄的体积是11.2 L（标准状况下）时，理论上可处理____molNO₂ 。

（2）治理汽车尾气中CO和NO的一种方法是：在汽车排气管中安装一个催化转化装置，该装置能将CO和NO转化为参与大气循环的无毒气体。该反应的化学方程式为______________.

（3）某无色废水中可能含有Fe^3＋、Al^3＋、Na^＋、Cl^－、OH^－、SO₄^2－、中的几种离子。分别取三份废水进行如下实验：

I．进行焰色反应实验，火焰为无色。

Ⅱ．取100 mL废水，加入足量的BaCl₂溶液，生成2.33g白色沉淀。

Ⅲ．取100 mL废水，逐滴加入1.0 mol/L的NaOH溶液，消耗NaOH溶液的体积与生成沉淀的质量如下图所示。

请根据上述信息回答下列问题：、

①该废水中一定不含有的离子是__________.

②实验中需配制1.0 mol/L的NaOH溶液100 mL，所需仪器除了玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管，还缺少的仪器有_______。

③写出图中A→B反应的离子方程式：_________________。

④通过计算，该废水中______Cl^－（填“含有”或“不含有”）；若含有，则c（Cl^－）=________（若不含有，此问不必作答）。

Answer

（1）NO2 1

（2）2CO+2NON2+2CO2

（3）①Fe3＋ 、Na＋、OH－；②100ml容量瓶

③Al(OH)3+OH－=AlO2-+2H2O；④含有 0.1mol/L

【解析】

试题分析：（1）反应CH4+2NO2 N2+CO2+2H2O中甲烷中碳元素的化合价由-4价生成到CO2 中的+4价，失电子，作还原剂，NO2 中氮元素化合价由+4价降低到0价，得电子，作氧化剂，标况下11.2L甲烷的物质的量为0.5mol，消耗NO2 1mol；故填：NO2；1

（2）将CO和NO转化为参与大气循环的无毒气体，该气体是氮气，该反应的化学方程式为2CO+2NON2+2CO2，故填：2CO+2NON2+2CO2

（3）Fe3＋黄色，某无色废水中一定没有Fe3＋，钠的焰色为黄色，进行焰色反应实验，火焰为无色，一定没有Na＋，向废水中加入足量的BaCl2溶液，生成2.33g白色沉淀，一定含有SO42-，根据溶液呈电中性，一定有Al3＋，铝离子与OH－不能大量共存，一定没有OH－，①该废水中一定不含有的离子是Fe3＋ 、Na＋、OH－；故填：Fe3＋ 、Na＋、OH－

②配制溶液需要的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、100ml容量瓶和胶体滴管，所以除了玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管，还缺少的仪器有100ml容量瓶。故填：100ml容量瓶

③图中A→B是氢氧化铝沉淀溶解的过程，反应的离子方程式为Al(OH)3+4OH－=AlO2-+2H2O。故填：Al(OH)3+OH－=AlO2-+2H2O

④根据题意2.33g硫酸钡沉淀的物质的量为0.01mol，则SO42-的物质的量为0.01mol,根据图像Al3＋+3OH－=Al(OH)3，消耗氢氧化钠30mL，物质的量为0.03mol，则Al3＋物质的量为0.01mol，根据溶液呈电中性，一定有Cl－，物质的量为0.01mol，则c（Cl－）=0.01mol/0.1L=0.1mol/L。故填：含有；0.1mol/L

考点：考查氧化还原反应的计算，化学方程式的书写，离子共存的判断与计算。