Question

19．（1）向含有等物质的量的SO₃^2-、Fe²⁺、Br^-、I^-的溶液中，通入标准状况下的Cl₂，通入Cl₂的体积和溶液中相关离子的物质的量关系如图所示．
①原溶液中各离子的物质的量是0.1mol
②通入C1₂3.36L时，溶液中发生反应的离子方程式有SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺、2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-．
（2）某溶液中仅含如表中的5种离子（不考虑水的电离及离子的水解），且各离子的物质的量均为0.01mol．

阴离子	SO42-、NO3-、Cl-
阳离子	Fe3+、Fe2+、NH4+、Cu2+、Al3+

a若向溶液中加入KSCN溶液，无明显变化
b若向溶液中加入过量的盐酸，有气体生成，溶液中阴离子种类不变
c若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
试回答下列问题：
①原溶液中所含的阴离子是NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-；
②若向原溶液中加入足量NaOH溶液，充分反应后静置一段时间，过滤、洗涤、灼烧，最终所得固体是CuO、Fe₂O₃（写化学式）；
③若向原溶液中加入过量盐酸，写出该过程中发生反应的离子方程式3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）①由图3.36L到4.48L，是氯气与亚铁离子反应，消耗氯气的物质的量为：$\frac{4.48-3.36}{22.4}$=0.05mol，而Cl₂～2Fe²⁺，所以n（Fe²⁺）=0.05mol×2=0.1mol，而等物质的量的SO₃^2-、Fe²⁺、Br^-、I^-的溶液中，所以各离子的物质的量都为0.1mol；
②还原性SO₃^2-＞I^-＞Fe²⁺＞Br^-，所以氧化亚铁离子前SO₃^2-和I^-已被完全氧化，反应的离子方程式为：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺、2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-；
（2）若向溶液中加入KSCN溶液，无明显变化，说明原溶液中不含Fe³⁺；若向溶液中加入过量的盐酸，有气体生成，溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中含有Cl^-，该气体只能是NO，说明含有具有氧化性的NO₃^-和还原性的Fe²⁺，若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有SO₄^2-，各离子的物质的量均为0.1mol，根据电荷守恒可知还应含有Cu²⁺，若向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体是氧化铁和氧化铜．

解答 解：（1）①由图3.36L到4.48L，是氯气与亚铁离子反应，消耗氯气的物质的量为：$\frac{4.48-3.36}{22.4}$=0.05mol，而Cl₂～2Fe²⁺，所以n（Fe²⁺）=0.05mol×2=0.1mol，而等物质的量的SO₃^2-、Fe²⁺、Br^-、I^-的溶液中，所以各离子的物质的量都为0.1mol，故答案为：0.1；
②还原性SO₃^2-＞I^-＞Fe²⁺＞Br^-，所以氧化亚铁离子前SO₃^2-和I^-已被完全氧化，反应的离子方程式为：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺、2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，故答案为：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺、2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-；
（2）①若向溶液中加入KSCN溶液，无明显变化，说明原溶液中不含Fe³⁺；若向溶液中加入过量的盐酸，有气体生成，溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中含有Cl^-，该气体只能是NO，说明含有具有氧化性的NO₃^-和还原性的Fe²⁺，若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有SO₄^2-，各离子的物质的量均为0.1mol，根据电荷守恒可知还应含有Cu²⁺，所以原溶液中所含阳离子是Fe²⁺、Cu²⁺；阴离子是NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-，
故答案为：NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-；
②原溶液中所含阳离子是Fe²⁺、Cu²⁺，若向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体是CuO、Fe₂O₃，故答案为：CuO、Fe③加入盐酸，具有氧化性的NO₃^-和还原性的Fe²⁺发生氧化还原反应，反应的离子方程式为3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案为：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

点评 本题考查物质的检验、鉴别以及方程式的有关计算，题目难度中等，解答本题的关键是把握有关反应的化学方程式的书写．