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3.某X溶液可使甲基橙呈红色,在该溶液中可能含有K+、Fe2+、A13+、NH4+、CO32-、SO32-、SO42-、AlO2-、SiO32-、C1-中的若干种,现取X溶液进行连续实验,实验过程现象及产物如下,下列说法正确的是(  )
A.X中肯定存在Fe2+、A13+、NH4+、C1-
B.X中不能确定的离子是 K+和C1-
C.沉淀G在空气中放置过程中,沉淀颜色会由白色变为灰绿色最后变为红褐色
D.标准状况下将一试管D气体倒扣在水槽中充分吸收(假设所得溶液没有扩散),所得溶液物质的量浓度约为0.036mol/L

分析 强酸性溶液,一定没有CO32-、SO32-、AlO2-、SiO32-,加入硝酸钡,引进硝酸根,溶液具有强氧化性,一定含有亚铁离子,故A是一氧化氮,D是二氧化氮,E是硝酸;沉淀C是硫酸钡,溶液中一定含有硫酸根;加入过量氢氧化钠,产生的气体F是氨气,原溶液中一定含有铵根离子,生成了沉淀G,为Fe(OH)3;H中通入二氧化碳,生成沉淀I,沉淀为氢氧化铝;根据以上分析,对选项逐一判断.

解答 解:某X溶液可使甲基橙呈红色,故X是强酸性溶液,则原溶液中一定没有CO32-、SO32-、AlO2-、SiO32-.
加入硝酸钡,溶液具有了强氧化性,能产生气体A,则原溶液中一定含Fe2+,Fe2+与NO3-在酸性条件下发生氧化还原反应生成的气体A是NO,D是NO2,E则为HNO3;由于无沉淀生成,故原溶液中无SO42-,根据溶液要呈电中性可知,溶液中一定含C1-,故溶液中一定含有还原性的离子Fe2+和C1-,一定不含SO42-;
B中加入氢氧化钠产生了气体F,F一定是氨气,溶液中一定含有NH4+;由于Fe2+被氧化为Fe3+,故生成的沉淀G为Fe(OH)3;
H中通入过量的二氧化碳生成了沉淀I,则I为氢氧化铝,故溶液中一定含有A13+;
故溶液中一定含Fe2+、A13+、NH4+、C1-,一定不含CO32-、SO32-、AlO2-、SiO32-、SO42-;K+的存在不能确定.
A、溶液中一定含Fe2+、A13+、NH4+、C1-,故A正确;
B、根据分析,C1-一定存在,故B错误;
C、由于Fe2+被氧化为Fe3+,故生成的沉淀G为Fe(OH)3,不会发生此颜色变化,故C错误;
D、假设该容器的容积为3L,则二氧化氮的体积为3L.二氧化氮和水反应的方程式为:
3NO2 +H2O=2HNO3+NO,
3                  2                      
$\frac{3}{22.4}$mol         $\frac{2}{22.4L}$
反应前后气体的体积由3L变为1L,所以溶液的体积为2L;该溶液的溶质为硝酸,
所以硝酸的物质的量浓度为C=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{2}{22.4}mol}{2L}$=0.045mol/L.
故D错误.
故选A.

点评 本题考查了二氧化氮的性质及物质的量浓度的计算,因为二氧化氮和水反应后还有气体生成,所以溶液不能充满容器,容器内溶液的体积只占容器容积的$\frac{2}{3}$,所以正确判断溶液的体积是解本题的关键.

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①NH4+含量测定:称取9.8g硫酸亚铁铵晶体,加适量水溶解,注人如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加人足量lO%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用lOOmL 1.0mol•L-1的盐酸标准溶液吸收.
蒸氨结束后取下接收瓶,用1.0mol•L-1NaOH标准溶液滴定剩余的HCl,到终点时消耗50mlNaOH溶液.
②Fe2+含量测定:向上述实验后的三颈瓶中加入过量的3%的双氧水,充分反应后过滤、洗涤、灼烧得到2.0 g固体.
③结晶水含量测定:称取9.8g硫酸亚铁铵晶体,在质量为15g的坩埚中加热至200℃,恒温一段时间,置于空气中冷却,称量质量为22.3g;重复上述加热、冷却、称量过程,发现两次称量结果相同.回答下列问题:
(1)装置中安全管的作用原理是当三颈烧瓶中压力过大时,安全管中液面上升,使三颈烧瓶瓶中压力稳定.
(2)冰盐水的作用是防止盐酸挥发.
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(6)根据①、②的数据,该摩尔盐晶体中n(NH4+):n(Fe2+):n(SO42- )=2:1:2,z=6.
(7)根据③的数据,发现结晶水含量测定结果偏低.从实验过程分析,可能原因是无水固体在空气中冷却时吸收了空气中水蒸气.

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