Question

3．（1）有Fe²⁺、NO₃^-、Fe³⁺、NH₄⁺、H⁺和H₂O六种粒子，分别属于同一氧化还原反应中的反应物和生成物．
请写出该反应的离子方程式8Fe²⁺+NO₃^-+10H⁺=8Fe³⁺+NH₄⁺+3H₂O．
（2）实验室用NaCl固体配制0.5mol/L的NaCl溶液500mL，有以下仪器；
①烧杯 ②100mL量筒 ③1000mL容量瓶④500mL容量瓶 ⑤玻璃棒 ⑥托盘天平（带砝码）⑦胶头滴管配制时，必须使用的仪器有①④⑤⑥⑦（填序号），实验两次用到玻璃棒，其作用分别是搅拌、引流．
（3）有一瓶澄清的溶液，可有含有大量的NO₃^-、Fe³⁺、NH₄⁺、H⁺、K⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2-、Ba²⁺、CO₃^2-、Cl^-、I^-，现进行如下实验：
①测知溶液显酸性；
②取样加少量四氯化碳和数滴新制氯水，四氯化碳层溶液呈紫红色；
③另取样滴加稀NaOH溶液，使深液变为碱性，此过程中无沉淀生成；
④取少量上述碱性溶液，加Na₂CO₃溶液出现白色沉淀；
⑤将实验③中的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．
由此可以推断：
溶液中肯定存在的离子有H⁺、NH₄⁺、Ba²⁺、I^-．
溶液中不能确定是否存在的离子有K⁺、Cl^-．

Answer 1

分析 （1）根据离子性质及化合价变化找出反应物和生成物离子，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平；
（2）根据实验操作步骤确定每步操作需要仪器，根据配制步骤判断玻璃棒的作用；
（3）①测知溶液显酸性，说明溶液中肯定含有H⁺，而H⁺与CO₃^2-反应发生反应而不能共存；
②CCl₄层呈紫红色，说明有I₂，这是由于I^-被氯气氧化所产生的，从而说明溶液中含有I^-，而与I^-反应的离子不能共存；
③另取样滴加稀NaOH溶液，溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，溶液均无沉淀产生，而Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺能与碱反应产生沉淀，与现象矛盾；
④取少量上述碱性溶液，加Na₂CO₃溶液出现白色沉淀，说明溶液中肯定含有Ba²⁺；
⑤将实验③中的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝根据澄清溶液得，气体为氨气，据此解答即可．

解答 解：（1）亚铁离子具有还原性，硝酸具有氧化性，则根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒，反应离子方程式为：8Fe²⁺+NO₃^-+10H⁺=8Fe³⁺+NH₄⁺+3H₂O，
故答案为：8Fe²⁺+NO₃^-+10H⁺=8Fe³⁺+NH₄⁺+3H₂O；
（2）配制溶液的操作步骤：首先计算出需要的药品的质量，然后用托盘天平称量，后放入烧杯中溶解，同时用玻璃棒搅拌，待溶液冷却至室温后，用玻璃杯引流移液至500mL容量瓶，然后洗涤烧杯和玻璃棒2至3次，将洗涤液也注入容量瓶，然后向容量瓶中注水，至液面离刻度线1至2CM时，改用胶头滴管逐滴加入，至凹液面与刻度线相切，然后摇匀、装瓶．用到的仪器有：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管，故必须使用的仪器是①④⑤⑥⑦，实验中两次用到玻璃棒，溶解氢氧化钠溶液时需要使用玻璃棒搅拌、转移溶液时用玻璃棒引流，
故答案为：①④⑤⑥⑦；搅拌、引流；
（3）①溶液呈强酸性，说明溶液中肯定含有H⁺，而H⁺与CO₃^2-反应发生反应而不能共存，说明溶液中肯定不含有CO₃^2-；
②CCl₄层呈紫红色，说明有I₂，这是由于I^-被氯气氧化所产生的，从而说明溶液中含有I^-，而I^-与Fe³⁺、NO₃^-和H⁺能发生氧化还原反应，而不能共存，说明溶液中肯定不含有Fe³⁺、NO₃^-；
③溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，溶液均无沉淀产生，而Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺能与碱反应产生沉淀，说明溶液中肯定不含有Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺；
④取出部分上述碱性溶液加Na₂CO₃溶液后，有白色沉淀生成，说明溶液中肯定含有Ba²⁺，而Ba²⁺能与SO₄^2-产生沉淀，说明溶液中不含SO₄^2-；
⑤将③得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则说明一定含有NH₄⁺，
综上所述：一定存在的离子是H⁺、NH₄⁺、Ba²⁺、I^-，一定不存在的离子是Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、NO₃^-，不能确定的离子为：K⁺、Cl^-；
故答案为：H⁺、NH₄⁺、Ba²⁺、I^-；K⁺、Cl^-．

点评 本题以物质的性质为背景，考查了离子方程式书写、溶液的配置、物质的检验及鉴别等知识点，为高频考点，把握常见离子之间的反应、离子检验等为推断的关键，侧重分析与推断能力的综合考查，题目难度中等．