Question

某强酸性溶液X可能含有A1³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、C1^-中的若干种，取该溶液进行连续实验，实验过程及产物如下：

根据以上信息，回答下列问题：
（1）上述离子中，溶液X中除H⁺外还肯定含有的离子有

 

，肯定不含有的离子有

 

．
（2）请设计简单的实验检验不能确定是否含有的离子（若不止一种，可任选一种）的存在：

 

（3）写出反应①的离子方程式：

 

．
（4）假设测定A、F、I均为0.1mol，100mL X溶液中n（H⁺）=0.4mol，当沉淀C的物质的量大于0.7mol时，溶液X中还一定含有

 

．

Answer 1

考点：几组未知物的检验

专题：

分析：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．

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^-，一定不含有CO₃^2-、SO₃^2-；
故答案为：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；CO₃^2-、SO₃^2-；
（2）不能确定是否含有的离子Fe³⁺和Cl^-，取少量X溶液放在试管中，加入几滴KSCN，溶液变红色说明有Fe³⁺，反之则无Fe³⁺； 或者取少量B溶液放在试管中，加入几滴AgNO₃溶液，白色沉淀说明有Cl^-，反之则无Cl^-；
故答案为：取少量X溶液放在试管中，加入几滴KSCN，溶液变红色说明有Fe³⁺，反之则无Fe³⁺； 或者取少量B溶液放在试管中，加入几滴AgNO₃溶液，白色沉淀说明有Cl^-，反之则无Cl^-；
（3）Fe²⁺离子被氧化为Fe³⁺离子，反应的离子方程式为3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）A、F、I均为0.1mol，100mLX溶液中n（H⁺）=0.4mol，根据反应3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知亚铁离子为0.3mol，根据溶液电中性可知：n（H⁺）+2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-），
n（SO₄^2-）=

0.4+2×0.3+3×0.1+0.1

2

=0.7mol，当沉淀C物质的量＞0.7mol时一定含有Fe³⁺离子，反之，含有Cl^-离子，
故答案为：Fe³⁺．

点评：本题考查离子组推断题，题目具有一定难度，本题解答时一定要紧扣反应现象，推断各离子存在的可能性，本题易错点为（4）题，注意溶液电中性的利用．