Question

某强酸性溶液X含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-中的一种或几种，取该溶液进行实验，实验内容如下：

根据以上信息，回答下列问题：
（1）溶液X中除H⁺外还肯定含有的离子是

 

；不能确定是否含有的离子是

 

，若要确定其中阳离子的存在，最可靠的化学方法是

 

．
（2）沉淀G的化学式为

 

（3）写出有关离子方程式：步骤①中生成A

 

．步骤②生成沉淀I

 

．
（4）假设测定A、F、I均为0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，当沉淀C物质的量（填：“＜”或“=”或“＞”某个值）

 

 mol，表明不能确定是否含有的离子中一定存在

 

．（若不止一种可能，填一种情况即可）

Answer 1

考点：常见离子的检验方法

专题：

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，不能确定是否含有的离子Fe³⁺和Cl^-，据此进行解答．

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Fe³⁺的方法为：取少量X溶液放在试管中，加入几滴KSCN，溶液不变红色说明无Fe³⁺，
故答案为：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-； Cl^-、Fe³⁺；取少量X溶液放入试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液不变红色说明无Fe³⁺，若变红则说明含Fe³⁺；
（2）Fe²⁺离子被氧化为Fe³⁺离子，加入NaOH溶液后生成Fe（OH）₃，故答案为：Fe（OH）₃；  
（3）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，②沉淀I为氢氧化铝，偏铝酸钠与过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢根离子，反应的离子方程式为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）A、F、I均为0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，根据反应3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知Fe²⁺物质的量为0.03mol； 碳溶液中正电荷为：2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）+n（H⁺）=2×0.03mol+3×0.01mol+0.01mol+0.04mol=0.14mol；沉淀C为硫酸钡，若没有其它离子，根据电荷守恒，硫酸根离子的物质的量为：

0.14mol

2

=0.07mol，生成硫酸钡的物质的量为0.07mol，所以当硫酸钡沉淀的物质的量＞0.07mol时，溶液中一定存在Fe³⁺，当硫酸钡的物质的量=0.07mol时Fe³⁺、Cl^-都不存在，当硫酸钡的物质的量＜0.07mol时，溶液中一定存在Cl^-，
故答案为：＞0.7（或＜0.7）；Fe³⁺（或Cl^-）．

点评：本题考查物质的检验与鉴别，属于中等难度的试题，试题综合性强，难度较大，有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，提高学生的应试能力和学习效率，要依据物质的特殊性质和特征反应来判断、推理、验证．