Question

【题目】某工业废水中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L。

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：

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）。

Ⅱ．取少量溶液，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

液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。

Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

请推断：

（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是_________（写离子符号）。

（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的的离子方程式是__________________。

（3）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式为______________。

（4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是__________，阴离子是_________（写离子符号）。

Answer 1

【答案】 K+、Fe3+ 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O 3NO2+H2O=2HNO3+NO Fe2+、Cu2+ Cl-、NO3-、SO42-

【解析】（1）焰色反应未见紫色，说明溶液中无K+，加KSCN溶液无明显变化，说明无Fe3+，故由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是：K+和Fe3+。

（2）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，可知无色气体为NO，所以溶液中一定含有NO3-，同时还必须含有一种具有还原性的离子，则溶液中含有Fe2+，发生的反应的离子方程式为：3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O。

（3）Ⅲ中所得红棕色气体为NO2，与水反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO。

（4）由Ⅰ、Ⅱ已知一定没有K+和Fe3+，由Ⅲ可知一定含有Fe2+，则一定不含CO32-，根据加酸，溶液仍澄清可知不含SiO3-，加盐酸后溶液中的阴离子种类不变，所以溶液中一定含有Cl-，加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，可知原溶液中含有SO42-，故溶液中肯定含有的离子有：Fe2+、NO3-、Cl-、SO42-，因为含有5种离子且离子浓度相等，根据溶液显电中性可知一定含有Cu2+，因此含有的5种离子为Fe2+、NO3-、Cl-、SO42-、Cu2+，其他离子均不存在。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-、SO42-。