Question

2013年中国水周的主题是：“节约保护水资源，大力建设生态文明”．

（1）ClO₂和Cl₂（还原产物都为Cl^﹣）是生活中常用的净水消毒剂．当消耗等物质的量的两种物质时，ClO₂的消毒效率是Cl₂的          倍．

（2）某无色废水中可能含有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，其操作流程和有关现象如图1所示：操作③的相关图象如图2

请根据上图回答下列问题：

①实验中需配制1.0mol•L^﹣1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”或“不确定”），若存在，试计算c（NO₃^-）=      （若不存在，此问不必作答）．

Answer

（1）2.5；

（2）①100mL容量瓶；

②Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O；

③存在；0.15mol/L．

【解析】（1）ClO2和Cl2的还原产物都为Cl﹣，则反应中Cl元素化合价分别由+4价、0价降低到﹣1价，化合价分别变化5、1，则ClO2的消毒效率是Cl2的=2.5倍．

（2）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SO42﹣，根据实验③确定有Al3+和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+、Mg2+、SO42﹣，已知硫酸钡沉淀为2.33g，则n（SO42﹣）==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SO42﹣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（SO42﹣）+n（NO3﹣）所以n（NO3﹣）=0.015mol，所以c（NO3﹣）==0.15mol/L，故答案为：存在；0.15mol/L．