Question

某强酸性溶液X可能含有Ba²⁺、A1³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、C1^-、NO₂^-、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

A1³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-

，不能确定是否含有的离子（M）是

Fe³⁺Cl^-

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

取少量X溶液于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液不变红色则说明无Fe³⁺；或取少量B溶液于试管中，加入几滴AgNO₃溶液，若无白色沉淀说明无Cl^-

．
（2）沉淀I的化学式为

Al（OH）₃

，气体F的电子式为

．
（3）写出生成A的离子方程式：

3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO+2H₂O

．
（4）通常可以利用KClO在一定条件下氧化G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

3ClO^-+2Fe（OH）₃+4OH^-═3Cl^-+2FeO₄^2-+5H₂O

．
（5）1.0mol/L的E溶液与2.0mol/LF溶液等体积混合完全反反应后，溶液中各离子的浓度大小关系为

C（NH₄⁺）＞C（NO₃^-）＞C（OH^-）＞C（H⁺）

．
（6）假设测定A、F、I均为0.10mol，50mL X溶液中n（H⁺）=0.40mol，当沉淀C物质的量大于0.70mol时，溶液X中还一定含

Fe³⁺

．

Answer 1

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^-，以此解答（1）（2）（3）题，根据氧化还原反应的知识解答第（4）题，根据溶液中离子浓度大小比较解答（5）题，据溶液电中性解答（6）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^-，检验方法是 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⁺； 或者取少量B溶液放在试管中，加入几滴AgNO₃溶液，无白色沉淀说明无Cl^-，
故答案为：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；Fe³⁺、Cl^-； 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⁺； 或者取少量B溶液放在试管中，加入几滴AgNO₃溶液，无白色沉淀说明无Cl^-（其它合理答案也对）．
（2）铝离子在加入过量的NaOH溶液后，生成四羟基合铝酸钠溶液，该溶液能和二氧化碳反应生成I氢氧化铝和碳酸氢钠，即AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，铵根离子能和氢氧化钠在加热的条件下生成F：氨气，氨气的电子式为：，故答案为：Al（OH）₃；；
（3）Fe²⁺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；
（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）根据反应3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O可知A是一氧化氮，D是二氧化氮，所以溶液E是硝酸，气体F是氨气，硝酸和氨气反应生成硝酸铵，在硝酸铵溶液中，铵根水解导致溶液显酸性，
离子浓度大小关系为：C（NH₄⁺）＞C（NO₃^-）＞C（OH^-）＞C（H⁺），
故答案为：C（NH₄⁺）＞C（NO₃^-）＞C（OH^-）＞C（H⁺）；
（6）A、F、I均为0.1mol，50mLX溶液中n（H⁺）=0.4mol，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-）=

0.4+2×0.3+3×0.1+0.1

2

=0.7mol，当沉淀C物质的量＞0.7mol时一定含有Fe³⁺离子，反之，
含有Cl^-离子，故答案为：Fe³⁺．

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（6）题，注意溶液电中性的利用．