Question

【題目】（1）請寫出NaHCO3在水中的電離方程式：______________；NaOH溶液與NaHCO3溶液反應的離子方程式：________________。

（2）某無色透明溶液中可能大量存在NH4+、Na+、Ba2+、Fe3+、CO32－、SO42－、Cl－中的幾種離子。從其中取兩份各100mL溶液，進行如下實驗：

①根據溶液顏色可以判斷溶液中不存在的離子是_____________；

②取其中的一份溶液進行實驗，加入過量氫氧化鈉濃溶液并加熱，共生成448mL氣體（標準狀況下），有關的離子方程式為______________；

③取另一份溶液加入過量Ba(NO3)2溶液，生成3.94g白色沉淀，過濾，向沉淀中再加入足量稀鹽酸，沉淀全部溶解；根據以上實驗結果確定：原溶液中肯定存在的離子有___________；請你設計實驗方案證明該溶液中是否含有Cl－？_____________ 。

（3）某氮肥廠的氨氮廢水中氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。該廠的技術團隊設計該廢水處理方案流程如下：

①過程Ⅱ：在微生物的作用下實現NH4+→NO2-→NO3-轉化，稱為硝化過程。在堿性條件下，NH4+被氧氣（O2）氧化成NO3－的總反應的離子方程式為________________。

②過程Ⅲ：在一定條件下向廢水中加入甲醇（CH3OH），實現HNO3→NO2－→N2轉化，稱為反硝化過程。反硝化過程中甲醇（C元素為-2價）轉化為CO2，若有6molHNO3完全轉化成N2，消耗的甲醇的物質的量為_____________。

Answer 1

【答案】NaHCO3===Na＋＋HCO3— OH—+ HCO3－＝CO32—＋H2O Fe3+ NH4++OH－NH3↑+ H2O NH4+、Na+、CO32－ 取少量原溶液于試管中，先加足量稀硝酸，再滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，則存在Cl－ NH4++2OH－+2O2=NO3－+3H2O 5mol

【解析】

（1）碳酸氫鈉是強電解質完全電離生成鈉離子和碳酸根離子；NaOH和NaHCO3反應生成碳酸根和水；

（2）①無色透明溶液中不會有Fe3+；

②加入過量氫氧化鈉濃溶液并加熱，生成氣體，說明存在NH4+；

③根據電荷守恒和原子守恒分析；

②根據電子得失守恒計算。

（1）碳酸氫鈉是強電解質完全電離生成鈉離子和碳酸根離子，電離方程式為NaHCO3=Na++HCO3-；NaOH和NaHCO3反應生成碳酸根和水，離子方程式為：OH-+ HCO3－＝CO32-＋H2O；

（2）①Fe3+有顏色，無色透明溶液中不會有Fe3+，故根據溶液顏色可以判斷溶液中不存在的離子是Fe3+；

②取其中的一份溶液進行實驗，加入過量氫氧化鈉濃溶液并加熱，共生成448mL氣體，說明存在NH4+，離子方程式為：NH4++OH－NH3↑+ H2O；

③取其中的一份進行實驗，加448入過量氫氧化鈉溶液并加熱，生成氣體44mL氣體即為氨氣，n（NH3）==0.02mol，一定含有0.02mol NH4+，濃度是0.02mol÷0.1L＝0.2mol/L；取其中的一份加入過量Ba(NO3)2溶液，生成白色沉淀3.94g，過濾，向沉淀中再加入過量稀鹽酸，沉淀全部消失，則一定含有CO32－，所以一定不存在Ba2+、SO42－；其中碳酸鋇是3.94g，物質的量是0.02mol，碳酸根的物質的量是0.02mol，濃度是0.02mol÷0.1L＝0.2mol/L；根據電荷守恒可知溶液中必定還存在Na+，不能確定是否存在氯離子；檢驗氯離子可以取少量原溶液于試管中，先加足量稀硝酸，再滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，則存在Cl－；

（3）①NH4+被氧氣（O2）氧化成NO3－，同時氧氣被還原成水，該反應的離子方程式為：NH4++2OH－+2O2=NO3－+3H2O；

②HNO3完全轉化成N2，N元素得到5個電子由+5價下降到0價，6molHNO3完全轉化得到30mol電子；反硝化過程中甲醇（C元素為-2價）轉化為CO2，C元素失去6個電子由-2價上升到+4價，根據得失電子守恒消耗的甲醇的物質的量為=5mol。