Question

19．某强酸性溶液X，含有Ba²⁺、Al³⁺、SiO₃^2-、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-中的一种或几种离子，取溶液进行连续实验，能实现如下转化：

依据以上信息，回答下列问题：
（1）上述离子中，溶液X中肯定含有的是：SO₄^2-、Al³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺；不能肯定的是：Fe³⁺．对不能确定是否存在的离子，可以另取X溶液于一支试管中，选择下列试剂中的一种加入X溶液中，根据现象就可判断，则该试剂是：⑤．（选填：①NaOH溶液，②酚酞试剂，③石蕊试剂，④pH试纸，⑤KSCN溶液，⑥KMnO₄溶液）
（2）气体F的电子式为：，实验中，可以观察到反应②的现象是：气体由无色变成红棕色．
（3）写出步骤①所有发生反应的离子方程式Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓、3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

Answer 1

分析 在强酸性溶液中氢离子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，硅酸根离子和氢离子反应生成硅酸沉淀，所以一定不会存在CO₃^2-和SiO₃^2-离子；加入过量硝酸钡生成沉淀，钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，说明一定含有SO₄^2-，含有SO₄^2-离子就一定不含Ba²⁺离子；气体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⁺，一定不含NO₃^-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⁺；溶液H中溶于CO₂气体，生成沉淀K，则K为Al（OH）₃，L为NaOH和NaAlO₂，说明溶液中含有Al³⁺；溶液B中加入过量NaOH溶液，生成气体F，NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，Fe²⁺离子被氧化为Fe³⁺，加入NaOH溶液后生成Fe（OH）₃，溶液H中溶于CO₂气体，生成沉淀K，则K为Al（OH）₃，L为NaOH和NaAlO₂，说明溶液中含有Al³⁺，实验中，可以观察到反应②的现象是无色一氧化氮变为红棕色二氧化氮气体．

解答 解：在强酸性溶液中氢离子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，硅酸根离子和氢离子反应生成硅酸沉淀，所以一定不会存在CO₃^2-和SiO₃^2-离子；加入过量硝酸钡生成沉淀，钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，说明一定含有SO₄^2-，含有SO₄^2-离子就一定不含Ba²⁺离子；气体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⁺，一定不含NO₃^-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⁺；溶液H中溶于CO₂气体，生成沉淀K，则K为Al（OH）₃，L为NaOH和NaAlO₂，说明溶液中含有Al³⁺；溶液B中加入过量NaOH溶液，生成气体F，NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，Fe²⁺离子被氧化为Fe³⁺，加入NaOH溶液后生成Fe（OH）₃，溶液H中溶于CO₂气体，生成沉淀K，则K为Al（OH）₃，L为NaOH和NaAlO₂，说明溶液中含有Al³⁺，实验中，可以观察到反应②的现象是无色一氧化氮变为红棕色二氧化氮气体．
（1）上述离子中，溶液X中肯定含有的是：SO₄^2-、Al³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺，不能肯定的是：Fe³⁺，检验用硫氰化钾溶液，取少量X溶液放在试管中，加入几滴KSCN，溶液变红色说明有Fe³⁺，反之无Fe³⁺；故答案为：SO₄^2-、Al³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺； Fe³⁺； ⑤；
（2）F为NH₃，是共价化合物，电子式为：，A为NO，D为NO₂，转化过程中气体由无色变成红棕色，故答案为：气体由无色变成红棕色；
（3）溶液加入过量硝酸钡，钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，同时溶液中亚铁离子和硝酸之间发生氧化还原反应：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案为：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

点评 本题考查了离子共存、离子的检验，根据物质间发生反应的特殊现象结合离子共存来分析解答，熟悉物质的性质是解本题关键，题目难度中等．