Question

某强酸性溶液X可能含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄²、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^-外还肯定含有的离子是

 

，不能确定是否含有的离子是

 

，若要确定该离子（若不止一种，可任选一种）溶液X中不 存在，最可靠的化学方法是

 

（2）沉淀I的化学式为

 

（3）写出反应①生成A的离子方程式

 

（4）通常可以利用KClO在一定条件下氧化C来制备一种新型、高效、多功能水处理剂K2FeO4，请写出制备过程中的离子方程式

 

（5）假设测得A、F、I均为0.10mol，10mLX溶液n（H⁺）=0.45mol，沉淀C物质的量为0.75mol，则溶液X中还一定含

 

，其物质的量为

 

．

Answer 1

考点：无机物的推断,常见离子的检验方法

专题：离子反应专题

分析：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^-，以此来解答．

解答： 解：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^-，
（1）由上述分析可知，一定含有Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-，可能含Fe³⁺、Cl^-，若要确定该离子在溶液X中不存在，最可靠的化学方法是取原溶液少量于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀则证明存在Cl^-，或取原溶液少量于试管中，滴加KSCN溶液，若变红，则证明存在Fe³⁺（写出一种即可），
故答案为：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；Fe³⁺、Cl^-；取原溶液少量于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀则证明存在Cl^-，或取原溶液少量于试管中，滴加KSCN溶液，若变红，则证明存在Fe³⁺（写出一种即可）；  
（2）根据上面的分析可知，I为Al（OH）₃，
故答案为：Al（OH）₃；
（3）反应①生成A的离子方程式为3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）Fe²⁺离子被氧化为Fe³⁺离子，加入NaOH溶液后生成G：Fe（OH）₃，和次氯酸反应获得高铁酸钾的方程式为3ClO^-+2Fe（OH）₃+4OH^-═3Cl^-+2FeO₄^2-+5H₂O，
故答案为：3ClO^-+2Fe（OH）₃+4OH^-═3Cl^-+2FeO₄^2-+5H₂O；
（5）A、F、I均为0.1mol，10mLX溶液中n（H⁺）=0.45mol，根据反应3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知亚铁离子为0.3mol，根据溶液电中性可知：n（H⁺）+2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-），n（SO₄^2-）=

0.45+2×0.3+3×0.1+0.1

2

=0.725mol，当沉淀C物质的量为0.75mol时一定含有Fe³⁺离子，另外溶液中还可能含有Cl^-离子，所以其物质的量为≥（0.75-0.725）×

2

3

=

0.05

3

，
故答案为：Fe³⁺；≥

0.05

3

．

点评：本题考查离子组推断题，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，本题易错点为（5）题，注意溶液电中性的利用．