Question

某pH=1的溶液X，其中可能含有Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄²ˉ、SiO₃²ˉ、NO₃ˉ中的一种或几种离子，取200mL溶液进行实验，其现象及转化如图．反应过程中有一种气体是红棕色．

请回答下列问题：
（1）仅由强酸性条件便可判断溶液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）①中产生气体A的离子方程式为

 

；
（4）⑦中生成沉淀K的离子方程式为

 

；
（5）溶液X中不能确定的离子是_

 

，若要用实验证明该离子一定不存在，其中最可靠的化学方法为

 

；
（6）若实验测定A、F、K均为0.01mol，试确定沉淀C及其物质的量：

 

．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：

分析：某强酸性溶液X，则溶液中不存在弱酸根离子CO₃^2-、SiO₃^2-，溶液和硝酸钡溶液反应生成沉淀C，则溶液呈存在SO₄^2-，不存在和硫酸根离子反应的Ba²⁺，C是BaSO₄；
酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，所以溶液中Fe²⁺和NO₃^-不能共存，加入硝酸钡产生气体，则溶液中存在Fe²⁺，不存在NO₃^-，A是NO；
溶液B中加入氢氧化钠溶液时，产生气体F，则溶液中含有NH₄⁺，F是NH₃，产生沉淀，则溶液中存在Fe³⁺，沉淀G是Fe（OH）₃，氢氧化铁和盐酸反应生成FeCl₃，则J是FeCl₃，溶液H中通入过量二氧化碳生成沉淀，则溶液中存在Al³⁺，沉淀K是Al（OH）₃，溶液L是NaHCO₃；
A是NO，则D是NO₂，二氧化氮化和水反应生成硝酸和NO，则E是HNO₃，硝酸和氨气反应生成硝酸铵，则I是NH₄NO₃．

解答： 解：强酸性溶液X，则溶液中不存在弱酸根离子CO₃^2-、SiO₃^2-，溶液和硝酸钡溶液反应生成沉淀C，则溶液呈存在SO₄^2-，不存在和硫酸根离子反应的Ba²⁺，C是BaSO₄；
酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，所以溶液中Fe²⁺和NO₃^-不能共存，加入硝酸钡产生气体，则溶液中存在Fe²⁺，不存在NO₃^-，A是NO；
溶液B中加入氢氧化钠溶液时，产生气体F，则溶液中含有NH₄⁺，F是NH₃，产生沉淀，则溶液中存在Fe³⁺，沉淀G是Fe（OH）₃，氢氧化铁和盐酸反应生成FeCl₃，则J是FeCl₃，溶液H中通入过量二氧化碳生成沉淀，则溶液中存在Al³⁺，沉淀K是Al（OH）₃，溶液L是NaHCO₃；
A是NO，则D是NO₂，二氧化氮化和水反应生成硝酸和NO，则E是HNO₃，硝酸和氨气反应生成硝酸铵，则I是NH₄NO ₃，
（1）由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在弱酸根离子，所以不存在的离子有CO₃^2-、SiO₃^2-，故答案为：CO₃^2-、SiO₃^2-；
（2）强酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，如果存在硝酸根离子，则不存在亚铁离子，加入硝酸钡溶液时不能产生气体，所以溶液X中一定没有NO₃^-，故选b；
（3）亚铁离子和硝酸反应生成铁离子、一氧化氮和水，离子反应方程式为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=2Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案为：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）⑦中生成沉淀K的离子方程式为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）溶液中存在Fe²⁺，可被氧化生成Fe³⁺，则不能确定原溶液是否含有Fe³⁺，可加KSCN溶液检验，做法是取少量X溶液于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液不变红色说明无Fe³⁺，
故答案为：Fe³⁺；取少量X溶液于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液不变红色说明无Fe³⁺；
（6）A、F、K均为0.01mol，200mL X溶液中n（H⁺）=0.02mol，根据反应3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知亚铁离子为0.03mol，根据溶液电中性可知：2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-），
n（SO₄^2-）=

2×0.03mol+3×0.01mol+0.01mol+0.02mol

2

=0.06mol，
当X溶液中不能确定的离子是Fe³⁺，则硫酸根离子的物质的量大于0.06mol，生成沉淀C硫酸钡的物质的量大于0.06mol；
故答案为：n（BaSO₄）≥0.06mol．

点评：本题考查无机物的推断，根据物质间发生反应的特殊现象结合离子共存来分析解答，熟悉物质的性质是解本题关键，根据溶液和硝酸钡反应生成气体确定溶液中存在亚铁离子，为解答本题的易错点，熟练掌握离子共存的条件，灵活运用知识解答，题目难度中等．