1、
矿业废水中Al3+含量的测定和处理是环境保护的重要课题。
(1)向矿业废水中加入NaOH溶液至沉淀不再溶解,再加入一定量的NaHCO3溶液搅拌,反应生成丝钠铝石[NaAl(OH)2CO3]沉淀,过滤除去。写出加入NaHCO3溶液生成丝钠铝石沉淀的离子方程式:____________________________________。
(2) 为确定加入NaHCO3溶液的量,需测定矿业废水中Al3+的含量。工业上常采用EDTA络合滴定法,步骤如下:
步骤1:CuSO4标准液的配制与标定。取一定量胆矾溶于水,加入适量稀H2SO4,转移到1 L容量瓶中定容。准确量取25.00 mL所配溶液置于250 mL锥形瓶中,用0.005 0 mol·L-1EDTA标准液滴定至终点。重复3次实验,平均消耗EDTA标准液10.00 mL 。
步骤2:样品分析。取10.00 mL矿业废水置于250 mL锥形瓶中,加入一定体积柠檬酸,煮沸;再加入0.005 0 mol·L-1的EDTA标准液20.00 mL,调节溶液pH至4.0,加热;冷却后用CuSO4标准液滴定至终点,消耗CuSO4标准液30.00 mL。(已知:Cu2+、Al3+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1)
步骤1中,重复3次实验的目的是____________________________。
② Fe3+也可与EDTA反应,步骤2中加入的柠檬酸是作为掩蔽剂,消除Fe3+的干扰。若该矿业废水样品中含有Fe3+,而上述实验中未加入柠檬酸,则测定的Al3+含量将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③计算该矿业废水中Al3+的含量____________(用mg·L-1表示)(写出计算过程)。
AlO2-+2HCO3-+Na+===NaAl(OH)2CO3↓+CO32- 减小实验误差,提高标定的CuSO4标准液浓度的准确性 偏大 108 mg·L-1
(1)矿业废水中含Al3+,加入过量NaOH得到AlO2-,再加入一定量的NaHCO3溶液得到丝钠铝石沉淀;
(2)可由步骤1得出CuSO4标准溶液的浓度,步骤2中用CuSO4标准溶液滴定的EDTA标准液为与Al3+反应后剩下的EDTA标准液,结合Cu2+、Al3+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1建立关系式进行计算。
(1)根据题干信息可知,矿业废水中含Al3+,加入过量NaOH溶液后,Al3+转化为AlO2-,再加入一定量的NaHCO3溶液得到丝钠铝石[NaAl(OH)2CO3]沉淀,反应的离子反应方程式为AlO2-+2HCO3-+Na+===NaAl(OH)2CO3↓+CO32-,故答案为:AlO2-+2HCO3-+Na+===NaAl(OH)2CO3↓+CO32-;
(2)①为避免实验的偶然误差,需要进行重复实验,提高CuSO4标准液浓度的准确性,故答案为:减小实验误差,提高标定的CuSO4标准液浓度的准确性;
②若该矿业废水样品中含有Fe3+,而上述实验中未加入柠檬酸,则Fe3+与EDTA反应,使得消耗的EDTA标准液体积偏大,从而使得测定的Al3+含量偏大,故答案为:偏大;
由步骤1,CuSO4标准溶液的浓度,步骤2中用CuSO4标准溶液滴定的EDTA标准液为与Al3+反应后剩下的EDTA标准液,已知消耗CuSO4标准液30.00 mL,且Cu2+与EDTA反应的化学计量比为1∶1,则与Al3+反应后剩下的EDTA标准液的物质的量为,则消耗的EDTA的物质的量,又Al3+与EDTA反应的化学计量比也为1∶1,则,则该废水中Al3+的含量为,故答案为108mg/L。
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