Question

14．某强酸性溶液X中含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、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：

根据以上信息，回答下列问题：
（1）上述离子中，溶液X中除H⁺外还一定含有的离子是Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-，有一种阳离子不能确定其是否存在，若要用实验证明该离子一定不存在，其最合理的化学方法是取少量溶液与试管中，加入KSCN溶液，若溶液不变红色，则说明溶液中无Fe³⁺．．
（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^-．

Answer 1

分析 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，不能确定的是否含有的离子Fe³⁺和Cl^-，以此解答（1）（2）题．

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^-，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^-，故一定含有的是Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-，不能确定的是Fe³⁺、Cl^-，确定Fe³⁺不存在，方法是向取少量溶液与试管中，加入KSCN溶液，若溶液不变红色，则说明溶液中无Fe³⁺．
故答案为：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；取少量溶液与试管中，加入KSCN溶液，若溶液不变红色，则说明溶液中无Fe³⁺．
（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^-；

点评 本题为考查离子组推断题，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．