Question

某强酸性溶液X含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO32-、SO32-、SO42-、Cl^-、NO3-中的一种或几种，取该溶液进行迂续实验，实验内容如下：

根据以上信息，回答下列问题：
（1）溶液X中除H⁺外还肯定含有的离子是

 

，不能确定是否含有的离子是，若要确定其中阳离子的存在，最可靠的化学方法是

 

．
（2）沉淀G的化学式为

 

．
（3）写出有关离子方程式：

 

步骤①中生成A．
步骤②生成沉淀I．
（4）假设测定A、F、I均为0.01mol，10mLX溶液中n（H⁺）=0.04mol，而沉淀C物质的量0.07mol，能说明（1）中不能确定的阴离子存在的理由是．

 

．

Answer 1

考点：常见离子的检验方法,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：离子反应专题

分析：在强酸性溶液中一定不会存在CO₃^2-和SO₃^2-离子，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SO₄^2-离子，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，一定为Fe²⁺离子，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⁺离子，溶液H中溶于CO₂气体，生成沉淀I，则I为Al（OH）₃，H为NaAlO₂，说明溶液中含有Al³⁺离子，溶液中含有Fe²⁺离子，就一定不含NO₃^-离子，含有SO₄^2-离子就一定不含Ba²⁺离子，不能确定是否含有的离子Fe³⁺和Cl^-，以此解答（1）（2）（3）题，根据溶液电中性解答（4）题．

解答： 解：（1）在强酸性溶液中一定不会存在CO₃^2-和SO₃^2-离子，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SO₄^2-离子，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，一定为Fe²⁺离子，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⁺离子，溶液H中溶于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，溶液中含有Fe²⁺离子，就一定不含NO₃^-离子，含有SO₄^2-离子就一定不含Ba²⁺离子，不能确定是否含有的离子Fe³⁺和Cl^-，检验铁离子方法是：取少量X溶液放在试管中，加入几滴KSCN，溶液不变红色说明无Fe³⁺，
故答案为：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；Fe³⁺、Cl^-；取少量X溶液放在试管中，加入几滴KSCN，溶液不变红色说明无Fe³⁺；
（2）Fe²⁺离子被氧化为Fe³⁺离子，加入NaOH溶液后生成Fe（OH）₃，
故答案为：Fe（OH）₃； （3）①Fe²⁺离子被氧化为Fe³⁺离子，反应的离子方程式为3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；②H为NaOH和NaAlO₂混合物，通入过量二氧化碳后生成沉淀的反应为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）ANO、F氨气、I氢氧化铝均为0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，根据反应3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知Fe²⁺物质的量为0.03mol； 碳溶液中正电荷为：2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）+n（H⁺）=2×0.03mol+3×0.01mol+0.01mol+0.04mol=0.14mol；沉淀C为硫酸钡，其物质的量0.07mol，n（SO₄^2-）=0.07mol，硫酸根离子所带的负电荷为：0.07mol×2=0.14mol，说明溶液中正负电荷相等，所以若检验Fe³⁺肯定存在时，就有Cl^-存在，因肯定存在的离子电荷总数已相等，
故答案为：若检验Fe³⁺肯定存在时，就有Cl^-存在，因肯定存在的离子电荷总数已相等．

点评：本题考查物质的检验与鉴别，该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，试题综合性强，难度较大，有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，提高学生的应试能力和学习效率．该类试题需要注意的是进行物质的检验时，要依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等，进行判断、推理、验证即可．