Question

10．某工业废水中仅含表离子中的5种，且各种离子的物质的量浓度相等．均为0.1mol•L^-1．

阳离子	K+  Cu2+  Fe3+  Al3+  Fe2+
阴离子	Cl-  CO32-  NO3-  SO42-  SiO32-

欲探究废水的组成，进行如下实验：
I．用铂丝蘸取少量溶液液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）．
Ⅱ．取少溶液，加入KSCN溶液无明显变化．
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄淸．且溶液中阴离子种类不变．
Ⅳ．向Ⅲ中听得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
（1）仅由I、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K⁺、Fe³⁺ （写离子符号）．
（2）将Ⅲ中所得红棕色气体通人水中，气体变无色，所发生的化学方程式为：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
（3）原溶液中所含阳离子是Fe²⁺、Cu²⁺，阴离子是Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-．（写离子符号）

Answer 1

分析 Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K⁺．
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化，说明没有Fe³⁺．
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变，说明 Fe²⁺与NO₃^-和H⁺反应生成NO，即溶液中有Fe²⁺、NO₃^-，加盐酸溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中有Cl^-，加盐酸溶液依然澄清加盐酸说明没有SiO₃^2-；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明有SO₄^2-；根据以上判断分析．

解答 解：Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K⁺．
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化，说明没有Fe³⁺．
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变，说明 Fe²⁺与NO₃^-和H⁺反应生成NO，即溶液中有Fe²⁺、NO₃^-，加盐酸溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中有Cl^-，加盐酸溶液依然澄清加盐酸说明没有SiO₃^2-；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明有SO₄^2-；
（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K⁺、Fe³⁺，
故答案为：K⁺、Fe³⁺；
（2）NO₂气体和水反应得到的硝酸和一氧化氮，反应为：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；故答案为：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；
（3）由以上推断可知溶液中阴离子为 Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-，且各为0.1mol/L；已经推断出的阳离子是Fe²⁺，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种+2价阳离子，所以还有Cu²⁺，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是：Fe²⁺、Cu²⁺；阴离子是：Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-；
故答案为：Fe²⁺、Cu²⁺；Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-．

点评 本题考查离子的检验，侧重考查学生的分析能力和计算能力，注意把握离子的性质以及实验现象的判断，难度不大．