Question

【题目】某强酸性溶液X中可能含有Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32﹣、SO32﹣、SO42﹣、Cl﹣、NO3﹣中的一种或几种，取该溶液进行连续实验，实验过程如图：
根据以上信息，回答下列问题：
（1）仅根据上述连续实验，不能确定溶液X中是否含有的阳、阴离子分别是（填离子符号）， 能证明该阴离子是否存在的简单实验操作为 ．
（2）①中生成气体A的离子方程式为 ．
（3）若②中所用氢氧化钠的浓度为2mol/L，当加入l0mL时开始产生沉淀，55mL时沉淀的量达到最大值为0.03mol，继续滴加沉淀的量保持不变，随后再滴加沉淀部分溶解，到60mL时沉淀的量降为0.025mol且保持不变，则原溶液中c（Fe3+）为mol/L、c（Cl﹣）为mol/L（若有些离子不存在，请填“0”）．

Answer 1

【答案】
（1）Fe3+、Cl﹣；取少量溶液X,滴加足量的Ba（NO3）2溶液,静置,取上层清液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则存在Cl﹣,若无白色沉淀产生,则不存在Cl﹣
（2）3Fe2++4H++NO3﹣═3Fe3++NO↑+2H2O
（3）0.1；0.4
【解析】解：强酸性溶液中一定不会存在CO32﹣、SO32﹣离子；加入过量硝酸钡生成沉淀，则该沉淀C9.32g为BaSO4，说明溶液中含有SO42﹣离子，根据硫酸钡的质量可以计算硫酸根离子的物质的量为 =0.04mol，浓度是 =0.4mol/L，生成气体A，A连续氧化生成D和E，则A为NO，D为NO2，E为HNO3，说明溶液中含有还原性离子，则一定为Fe2+离子，根据NO的体积可以计算亚铁离子的量，溶液B中加入过量NaOH溶液，沉淀G只为Fe（OH）3，生成气体F，则F为NH3，112mL氨气的物质的量是0.005mol，根据氮元素守恒，溶液中含有NH4+离子物质的量是0.005mol，浓度是0.05mol/L；溶液H中通入CO2气体，生成沉淀I，则I为Al（OH）3，H为NaOH和NaAlO2，说明溶液中含有Al3+离子，再根据离子共存知识，溶液中含有Fe2+离子，则一定不含NO3﹣离子，含有SO42﹣离子就一定不含Ba2+离子，不能确定是否含有的离子Fe3+和Cl﹣，（1）根据以上分析可知，溶液中不能确定的阳离子为Fe3+，溶液中不能确定的阴离子为Cl﹣，取少量溶液X，滴加足量的Ba（NO3）2溶液，静置，取上层清液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀产生，则存在Cl﹣，若无白色沉淀产生，则不存在Cl﹣，

所以答案是：Fe3+、Cl﹣；取少量溶液X，滴加足量的Ba（NO3）2溶液，静置，取上层清液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀产生，则存在Cl﹣，若无白色沉淀产生，则不存在Cl﹣；（2）中得到的气体A是NO，Fe2+离子被氧化为Fe3+离子，NO3﹣离子被还原为NO气体，反应的离子方程式为：3Fe2++NO3﹣+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，

所以答案是：3Fe2++4H++NO3﹣═3Fe3++NO↑+2H2O；（3）根据反应：3Fe2++NO3﹣+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，得到112mL0.005molNO，Fe2+的物质的量是0.015mol，所以原溶液中c（Fe2+）= =0.15mol/L，加入氢氧化钠是60ml时，沉淀的量降为0.025mol，即氢氧化铁的物质的量是0.025mol，根据铁元素守恒，所以Fe3+的物质的量是0.01mol，所以原溶液中c（Fe3+）= =0.1mol/L，硫酸根离子的物质的量为 =0.04mol，浓度是 =0.4mol/L，NH4+离子物质的量是0.005mol，浓度是0.05mol/L，Al3+的物质的量是0.005mol，浓度是0.05mol/L，

根据反应：3Fe2++NO3﹣+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，可知参加反应H+为0.005mol×4=0.02mol，加入氢氧化钠消耗H+为0.01L×2mol/L=0.02mol，故原溶液中H+为0.02mol+0.02mol=0.04mol，由于2c（Fe2+）+3c（Fe3+）+3c（Al3+）+c（NH4+）=（2×0.15+3×0.1+3×0.05+0.05）mol/L=0.8mol/L，2c（SO42﹣）=0.8mol/L，原溶液中含有Cl﹣，根据电荷守恒，c（Cl﹣）=c（H+）= =0.4mol/L，

所以答案是：0.1；0.4．