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某化工厂排出的废水中,阳离子可能含有Cu2+、Al3+、Mg2+中的一种或几种,阴离子可能含有Cl-、CO32-、OH-中的一种或几种,小平同学对该废水进行探究.(1

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解决时间 2021-02-02 05:27
某化工厂排出的废水中,阳离子可能含有Cu2+、Al3+、Mg2+中的一种或几种,阴离子可能含有Cl-、CO32-、OH-中的一种或几种,小平同学对该废水进行探究.
(1)观察废水呈显无色、透明、澄清的液体.
(2)取少量废水于试管中,加入一定量的NaOH溶液,看到有白色沉淀产生.
查阅有关资料:
材料1:Mg(OH)2、MgCO3是既不溶于水也不溶于碱的白色固体
材料2:Al(OH)3是白色固体,不溶于水、CO2的水溶液、也不溶于氨水;但Al(OH)3能溶于NaOH溶液生成NaAlO2和水.往NaAlO2溶液中通入CO2会产生Al(OH)3沉淀.
从(1)可得废水中阳离子不可能含有______,阴离子不可能含有______.
并对(2)的白色沉淀的组成进一步的探究.
提出猜想:
猜想1:白色沉淀只有Al(OH)3??猜想2:______?猜想3:______
设计实验方案:
①取少量的白色沉淀于试管中,加入过量的NaOH溶液,观察到白色沉淀不溶解,证明了猜想______不成立.
②为了验证到底是上述哪种猜想,取①中的上层清液继续实验,请完成下表

操作现象结论______________________________反思与应用:
通过上述实验得到启示:要除去废水中的Al3+、Mg2+,不能用NaOH溶液,但可以往废水里加入过量的______除去,经处理后得到的废水可以用来灌溉农田,补充______(填“氮肥、磷肥、钾肥”).
最佳答案
解:(1)观察废水呈显无色、透明、澄清的液体,可判断废水中一定不含能使废水呈蓝色的Cu2+;利用CO32-、OH-能与Al3+、Mg2+形成沉淀的性质,可判断废水中不可能含有CO32-、OH-;
(2)取少量废水于试管中,加入一定量的NaOH溶液,看到有白色沉淀产生,由于废水中的Al3+、Mg2+都可与氢氧化钠溶液形成Al(OH)3或Mg(OH)2沉淀,因此所得白色沉淀有三种可能:全部为Al(OH)3、全部为Mg(OH)2、或是的混合物Mg(OH)2和Al(OH)3;故猜想2:Mg(OH)2;猜想3:Mg(OH)2和Al(OH)3;
设计实验方案:
①取少量的白色沉淀于试管中,加入过量的NaOH溶液,观察到白色沉淀不溶解,由资料信息可知:Al(OH)3能溶于NaOH溶液生成NaAlO2和水,因此可判断白色沉淀一定不能是Al(OH)3,故猜想1不成立;
②为检验白色沉淀是否含有Al(OH)3,即检验猜想2还是猜想3成立,再次利用资料2的信息:Al(OH)3能溶于NaOH溶液生成NaAlO2和水.往NaAlO2溶液中通入CO2会产生Al(OH)3沉淀,可采取检验加入过量氢氧化钠溶液后的溶液即①中的上层清液中是否含有NaAlO2的方法,验证沉淀中是否含有Al(OH)3;方法可设计为:向清液中通入二氧化碳气体,若出现沉淀,则清液中含NaAlO2,则原白色沉淀中含有Al(OH)3,反之则没有;
反思与应用:
由于加入的氢氧化钠具有较强的腐蚀性且与废水中Al3+形成的沉淀在氢氧化钠溶液过量时又能溶解于水中,因此不能用NaOH溶液,利用氨水是一种碱性较弱的碱溶液,并且形成的沉淀也不溶于氨水,因此可以往废水里加入过量的中发生氨水,处理废水后可得到含有铵根离子的反应后溶液,该溶液可用作氮肥灌溉农田.
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