Question

某强酸性溶液X，可能含有Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2­­ˉ、SiO₃²ˉ、NO₃ˉ中的一种或几种离子，取该溶液进行实验，其现象及转化如下图。反应过程中有一种气体是红棕色。

请回答下列问题：
（1）由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在的离子有              ：
（2）溶液X中，关于NO₃ˉ的判断一定正确的是     ；
a．一定有    b．一定没有   c．可能有
（3）产生气体A的离子方程式为                 ；
（4）转化⑥发生反应的现象为                       ；
（5）转化④中产生H的离子方程式为                    ；
（6）若转化③中，D、H₂O、O₂三种物质恰好发生化合反应生成E，则反应中D与O₂的物质的量之比
为          ；
（7）对不能确定是否存在的离子，可以另取X溶液，加入下列溶液中的一种，根据现象即可判断，该试剂最好是      。
①NaOH溶液，   ②KSCN溶液，    ③石蕊试剂，     ④pH试纸，⑤KMnO₄溶液，  
⑥氯水和KSCN的混合溶液

Answer 1

（1）CO₃²ˉ、SiO₃²ˉ（2分）
（2）b（1分）
（3）3Fe²⁺+NO₃ˉ+4H⁺＝2 Fe³⁺+NO+2H₂O（2分）
（4）红褐色沉淀溶解，溶液呈黄色（2分）
（5）Al³⁺+4OHˉ＝AlO₂ˉ+2H₂O（1分）
（6）4:1（1分）
（7）②（1分）

试题分析：（1）在强酸性溶液中氢离子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，硅酸根离子和氢离子反应生成硅酸沉淀，所以一定不会存在CO₃^2-和SiO₃^2-离子。
（2）加入过量硝酸钡生成沉淀，钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，说明一定含有SO₄^2-，含有SO₄^2-离子就一定不含Ba²⁺离子；气体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，一定为Fe²⁺，则在酸性条件下一定不含NO₃^-离子，答案选b。
（3） 二价铁离子具有还原性，在酸性条件下NO₃ˉ具有氧化性，二价铁离子被生成三价铁离子，NO₃ˉ被还原成一氧化氮，反应的离子方程式未3Fe²⁺+NO₃ˉ+4H⁺＝2Fe³⁺+NO+2H₂O。
（4）溶液B中加入过量NaOH溶液，生成气体F，则F为NH₃，说明溶液中含有NH₄⁺；溶液B中还有铁离子，加入氢氧化钠溶液生成红褐色沉淀氢氧化铁。由于溶液中一定含有亚铁离子，亚铁离子被氧化可以生成铁离子，所以原溶液中不一定含有铁离子。氢氧化铁被盐酸溶解生成氯化铁和水，所以反应⑥的实验现象是红褐色沉淀溶解，溶液呈黄色。
（5）溶液H中通入CO₂气体，生成沉淀K，则K为Al(OH)₃，这说明溶液H中含有偏铝酸钠，所以原溶液中含有铝离子，与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，因此转化④中产生H的离子方程式为Al³⁺+4OHˉ＝AlO₂ˉ+2H₂O。
（6）NO₂、H₂O、O₂三种物质恰好发生化合反应，二氧化氮中的氮为+4价，在水中，易被氧气氧化成+5价的氮，反应的化学方程式为4NO₂+2H₂O+O₂＝4HNO₃，则反应中D与O₂的物质的量之比是4:1。
（7）根据以上分析可知，不能确定的离子是铁离子，检验铁离子的试剂是KSCN溶液，答案选②。