题目内容
某强酸性溶液X中可能含有NH4+、Fe2+、Al3+、CO32-、SO42-、Cl-、NO3-中的若干种．某研究性学习小组为探究溶液X的组成，进行如下实验（其中Y为无色无味的气体）：
回答下列问题：
（1）溶液X中肯定存在的离子有 ．
（2）写出生成气体A的离子方程式 ．
（3）写出向溶液E中通入少量Y时一定发生的离子方程式 ．
（4）则溶液中可能存在的离子 ．
（5）由沉淀F在KOH溶液中与KClO反应可制得一种新型、高效、多功能水处理剂．已知该水处理剂是一种含氧酸盐，取3.96g该盐溶于水，滴加适量稀硫酸后，再加入0.04mol铁粉，恰好完全反应生成Fe2+．向反应后的溶液加入一定量的KOH溶液至刚好将Fe2+沉淀完全，过滤，将沉淀充分加热后得到0.03mol Fe2O3．将滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的含氧酸的正盐（不是复盐）Z，测得其物质的量为0.08mol．
①Z的化学式为 ，水处理剂的摩尔质量为 ．
②完成并配平下列方程式： + KClO+ KOH→ + KCl+ H2O．
回答下列问题：
（1）溶液X中肯定存在的离子有
（2）写出生成气体A的离子方程式
（3）写出向溶液E中通入少量Y时一定发生的离子方程式
（4）则溶液中可能存在的离子
（5）由沉淀F在KOH溶液中与KClO反应可制得一种新型、高效、多功能水处理剂．已知该水处理剂是一种含氧酸盐，取3.96g该盐溶于水，滴加适量稀硫酸后，再加入0.04mol铁粉，恰好完全反应生成Fe2+．向反应后的溶液加入一定量的KOH溶液至刚好将Fe2+沉淀完全，过滤，将沉淀充分加热后得到0.03mol Fe2O3．将滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的含氧酸的正盐（不是复盐）Z，测得其物质的量为0.08mol．
①Z的化学式为
②完成并配平下列方程式：
考点：无机物的推断,氧化还原反应方程式的配平,物质的检验和鉴别的实验方案设计
专题：物质检验鉴别题
分析：在强酸性溶液中一定不会存在CO32-，溶液X中加入过量硝酸钡生成沉淀，则该沉淀为BaSO4沉淀，说明溶液中含有SO42-离子，生成气体A，A应为NO，说明溶液中含有还原性离子，一定为Fe2+离子，则溶液中不能存在NO3-；溶液B中加入过量NaOH溶液，生成气体D，则D为NH3，说明溶液中含有NH4+离子，沉淀F为Fe（OH）3，溶液E中通入Y（CO2气体）生成沉淀G，则G中一定含碳酸钡，可能含Al（OH）3，则E可能为NaAlO2，溶液H为NaHCO3，综上说明溶液中含有阳离子为NH4+、Fe2+，一定含阴离子为SO42-，一定不含CO32-、NO3-离子，不能确定是否含有Al3+、Cl-，以此来解答．
解答：
解：在强酸性溶液中一定不会存在CO32-，溶液X中加入过量硝酸钡生成沉淀，则该沉淀为BaSO4沉淀，说明溶液中含有SO42-离子，生成气体A，A应为NO，说明溶液中含有还原性离子，一定为Fe2+离子，则溶液中不能存在NO3-；溶液B中加入过量NaOH溶液，生成气体D，则D为NH3，说明溶液中含有NH4+离子，沉淀F为Fe（OH）3，溶液E中通入Y（CO2气体）生成沉淀G，则G中一定含碳酸钡，G可能含Al（OH）3，则E可能为NaAlO2，溶液H为NaHCO3，综上说明溶液中含有阳离子为NH4+、Fe2+，一定含阴离子为SO42-，一定不含CO32-、NO3-离子，不能确定是否含有Al3+、Cl-，
（1）由上述分析可知，X中含离子为NH4+、Fe2+、SO42-，故答案为：NH4+、Fe2+、SO42-；
（2）生成气体A的离子方程式为3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O，故答案为：3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O；
（3）向溶液E中通入少量Y时一定发生的离子方程式Ba2++2OH-+CO2═BaCO3↓+H2O，故答案为：Ba2++2OH-+CO2═BaCO3↓+H2O；
（4）由上述分析可知，溶液中可能存在的离子为Cl-、Al3+，故答案为：Cl-、Al3+；
（5）沉淀F为Fe（OH）3，沉淀充分加热后得到0.03mol Fe2O3，n（Fe）=0.06mol；滴加适量稀硫酸后，再加入0.04mol铁粉，恰好完全反应生成Fe2+，则盐中含n（Fe）=0.02mol，蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的含氧酸的正盐（不是复盐）Z，由元素守恒可知，Z为K2SO4，测得其物质的量为0.08mol，含K+的物质的量为0.16mol，反应后的溶液加入一定量的KOH溶液至刚好将Fe2+沉淀完全，则消耗的KOH为0.06mol×2=0.12mol，则水处理剂含K+的物质的量为0.16mol-0.12mol=0.04mol，水处理剂是一种含氧酸盐，是由F被KClO氧化生成，则含+6价Fe，含氧酸根离子应为FeO42-，该盐为K2FeO4，其物质的量为
=0.02mol，
①由上述分析可知，Z为K2SO4，水处理剂的摩尔质量为
=198g/mol，故答案为：K2SO4；198 g/mol；
②Fe（OH）3具有还原性，KClO具有氧化性，Fe元素的化合价由+3价升高为+6价，Cl元素的化合价由+1价降低为-1价，最小公倍数为6，由电子守恒和原子守恒可知，该反应为2Fe（OH）3+3KClO+4KOH═2K2FeO4+3KCl+5H2O，故答案为：2；Fe（OH）3；3；4；2；K2FeO4；3；5．
（1）由上述分析可知，X中含离子为NH4+、Fe2+、SO42-，故答案为：NH4+、Fe2+、SO42-；
（2）生成气体A的离子方程式为3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O，故答案为：3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O；
（3）向溶液E中通入少量Y时一定发生的离子方程式Ba2++2OH-+CO2═BaCO3↓+H2O，故答案为：Ba2++2OH-+CO2═BaCO3↓+H2O；
（4）由上述分析可知，溶液中可能存在的离子为Cl-、Al3+，故答案为：Cl-、Al3+；
（5）沉淀F为Fe（OH）3，沉淀充分加热后得到0.03mol Fe2O3，n（Fe）=0.06mol；滴加适量稀硫酸后，再加入0.04mol铁粉，恰好完全反应生成Fe2+，则盐中含n（Fe）=0.02mol，蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的含氧酸的正盐（不是复盐）Z，由元素守恒可知，Z为K2SO4，测得其物质的量为0.08mol，含K+的物质的量为0.16mol，反应后的溶液加入一定量的KOH溶液至刚好将Fe2+沉淀完全，则消耗的KOH为0.06mol×2=0.12mol，则水处理剂含K+的物质的量为0.16mol-0.12mol=0.04mol，水处理剂是一种含氧酸盐，是由F被KClO氧化生成，则含+6价Fe，含氧酸根离子应为FeO42-，该盐为K2FeO4，其物质的量为
| 0.04mol |
| 2 |
①由上述分析可知，Z为K2SO4，水处理剂的摩尔质量为
| 3.96g |
| 0.02mol |
②Fe（OH）3具有还原性，KClO具有氧化性，Fe元素的化合价由+3价升高为+6价，Cl元素的化合价由+1价降低为-1价，最小公倍数为6，由电子守恒和原子守恒可知，该反应为2Fe（OH）3+3KClO+4KOH═2K2FeO4+3KCl+5H2O，故答案为：2；Fe（OH）3；3；4；2；K2FeO4；3；5．
点评：本题考查无机物的推断，为高频考点，把握离子的反应及守恒法推断X中的离子及利用计算推断（5）中的水处理剂为解答的关键，侧重分析与计算能力、推断能力的综合考查，（5）为解答的难点，题目难度较大．
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