题目内容

15．某强酸性溶液X中含有Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、NO3-中的一种或几种，取该溶液进行连续实验，实验过程如下：

（1）上述离子中，溶液X中除H+外还一定含有的离子是Al3+、NH4+、Fe2+、SO42-，不能确定的阴离子是Cl-，若要用实验证明该离子存在，其化学方法是取少量X溶液放在试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀；
（2）写出下列反应的离子方程式：
①中生成气体A：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，
②生成沉淀I：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．
（3）假设测定A、F、I均为0.01mol，10mL X溶液中n（H+）=0.06mol，且不能确定含有的离子只有一种．当X溶液中不能确定离子是Fe3+，沉淀C物质的量＞0.08mol（或Cl-，＜0.08mol）．

分析 在强酸性溶液中一定不会存在CO32-和SO32-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SO42-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SO42-离子就一定不含Ba2+离子，不能确定的是否含有的离子Fe3+和Cl-，以此解答．

解答 解：（1）在强酸性溶液中一定不会存在CO32-和SO32-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SO42-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SO42-离子就一定不含Ba2+离子，不能确定是否含有的离子Fe3+和Cl-，检验氯离子的方法是：取少量B溶液放在试管中，加入几滴AgNO3溶液，无白色沉淀说明无Cl-，
所以一定含有的是Al3+、NH4+、Fe2+、SO42-，不能确定的是Fe3+、Cl-，证明氯离子的方法为：取少量X溶液放在试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀，
故答案为：Al3+、NH4+、Fe2+、SO42-；Cl-；取少量X溶液放在试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀；
（2）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，
故答案为：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；
②H为NaOH和NaAlO2混合物，通入过量二氧化碳后分别发生的反应为：CO2+OH-=HCO3-，AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，故生成沉淀的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；
故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）A、F、I均为0.01mol，10mLX溶液中n（H+）=0.06mol，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（SO42-），n（SO42-）=$\frac{0.03mol×2+0.01mol×3+0.01mol+0.06mol}{2}$=0.08mol，
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0.08mol，生成沉淀C硫酸钡的物质的量大于0.08mol；
当X溶液中不能确定的离子为Cl-，则硫酸根离子的物质的量小于0.08mol，生成沉淀C硫酸钡的物质的量小于0.08mol，
故答案为：Fe3+；＞0.08mol（或Cl-，＜0.08mol）．

点评 本题考查了常见阴阳离子的检验、无机推断，题目难度中等，注意掌握常见离子的性质及检验方法，（3）为难点、易错点，注意溶液电中性知识在化学计算中的应用方法，试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．

练习册系列答案
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6．下列关系不正确的是（　　）
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3．环己酮是重要化工原料，是制造尼龙、己内酰胺和己二酸的主要中间体．某化学兴趣小组尝试用次氯酸钠制备环己酮．方程式为：
【资料查询】环己酮为无色或浅黄色透明液体，有强烈的刺激性臭味，密度为0.95g/mL，熔点为-45℃，沸点为155℃，溶解度（100mL H2O）为2.4g （31℃）．
【实验流程】
【实验装置】回答下列问题：
（1）实验用的三颈瓶应选用B
A.100mL   B.150mL   C.200mL    D.300mL
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（3）加入饱和NaHSO3溶液时发生的离子方程式是ClO-+HSO3-═Cl-+H++SO42-；确保加入的饱和NaHSO3溶液已经足量，可以取少量烧瓶中的液体，加入碘化钾淀粉溶液，若看到溶液不显蓝色，则说明NaHSO3溶液足量．
（4）为将馏出液的pH调至中性，可以加入的试剂是BD．
A、稀盐酸      B、无水碳酸钠       C、浓硫酸      D、氢氧化钠固体
（5）调节pH后还需加入精制食盐，其目的是降低环己酮的溶解度，有利于环己酮分层，“取有机层”时使用的主要玻璃仪器是分液漏斗．
10．实验室用NaOH固体配制250mL 1.25mol/L的NaOH溶液，填空并请回答下列问题：
（1）配制250mL 1.25mol/L的NaOH溶液．
应称取NaOH的质量/g应选用容量瓶的规格/mL除容量瓶外，还需要的其它玻璃仪器
12.5g250mL烧杯、玻璃棒、胶头滴管
（2）容量瓶上需标有以下五项中的①③⑤．
①温度    ②浓度    ③容量    ④压强    ⑤刻度线
（3）配制时，其正确的操作顺序是BCAFED（用字母表示，每个字母只能用一次）．
A．用30mL水洗涤烧杯2-3次，洗涤液均注入容量瓶，振荡
B．用天平准确称取所需的NaOH的质量，加入少量水（约30mL），用玻璃棒慢慢搅动，使其充分溶解
C．将已冷却的NaOH溶液沿玻璃棒注入250mL的容量瓶中
D．将容量瓶盖紧，颠倒摇匀
E．改用胶头滴管加水，使溶液凹面最低处恰好与刻度线相切
F．继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度1-2cm处
（4）操作A中，将洗涤液都移入容量瓶，其目的是保证溶质全部转入容量瓶，溶液注入容量瓶前需恢复到室温，这是因为容量瓶盛放热溶液时，体积不准．
（5）下列配制的溶液浓度偏小的是ABEF．
A．向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面
B．加蒸馏水时不慎超过了刻度线、
C．定容时俯视刻度线
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F．定容后经振荡、摇匀、静置，发现液面下降，再加适量的蒸馏水．
20．研究性学习小组的同学们用如图所示装置进行铝热反应的实验，请回答：
（1）氧化铁与铝反应的化学方程式是2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al2O3，
（2）镁带的作用是燃烧时提供热量，引发反应；氯酸钾的作用是受热分解提供氧气，帮助镁条燃烧．
（3）同学们在实验过程中观察到纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中．他们为探究此熔融物的成分，查阅（化学手册）得知有关物质的熔点、沸点数据如下：
物质AlAl2O3FeFe2O3
熔点/℃660205415351462
沸点/℃246729802750-
同学们分析数据后推测该熔融物是一种合金，其中的金属是Al、Fe，溶解该合金可选用下列试剂中的BC（填序号）．
A．FeSO4溶液   B．稀硫酸   C．稀硝酸   D．NaOH溶液．
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4．下列变化中，加入氧化剂可实现的是（　　）
A．I-→I2B．Fe3+→Fe2+C．FeO→FeD．HCl→AgCl
5．某研究性学习小组用如图所示装置进行如下实验（不考虑气体与水或盐的反应）
（1）先向广口瓶中加入一定量盐酸溶液至固体恰好全部溶解为止，关闭活塞，振荡，观察到气球变大．然后再将一定量氢氧化钠溶液加入广口瓶中，关闭活塞，振荡，发现气球明显变小，请写出引起气球变小的化学反应方程式2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，同时在广口瓶中还能观察到的现象是产生白色沉淀．
（2）实验结束后，同学们对广口瓶中的溶液进行探究．
提出问题：广口瓶中的溶液含有哪些溶质？
交流讨论：经过大家对广口瓶中所发生的反应进行分析，认为瓶内一定含有的一种溶质是（填化学式，下同）NaCl．小明取广口瓶内溶液少量于试管中，向其中加入过量稀盐酸，发现有气泡产生．由此得出结论：广口瓶溶液中还含有的溶质是Na2CO3．小红认为，可能还存在BaCl2，大家一致认为小红的结论是错误的，理由是BaCl2和Na2CO3在溶液中不共存．后经大家讨论，达成共识：广口瓶溶液中还可能存在NaOH．
实验设计：
考虑到已经确定的两种溶质中有一种溶质的存在对氢氧化钠的检验造成干扰，设计方案先将它除去后再检验．具体步骤如表：
实验目的实验步骤实验现象实验结论
除去干扰物①取广口瓶中溶液少量于试管中，向其中加入过量CaCl2溶液，充分反应后过滤有白色沉淀
产生		溶质中还含有NaOH
检验是否
含有NaOH		在滤液中滴加酚酞试液溶液变红色

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