题目内容

17．某强酸性溶液X，其中可能含有Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、NO3-中的一种或几种，取该溶液进行实验，其现象及转化如下图．已知：气体D为红棕色．

请根据以上信息，回答下列问题：
（1）溶液X中一定不存在的离子是CO32-、SO32-、NO3-、Ba2+；，有一种阴离子不能确定其是否存在，若要用实验证明该离子是否存在，其最合理的化学方法是取X溶液少量于试管中，加入足量的硝酸钡溶液，过滤后向滤液中加硝酸银溶液，再稀硝酸，若有白色溶液出现，则可证明有Cl-存在．
（2）写出有关离子方程式：
步骤①中生成A3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O；
步骤⑦生成沉淀KAlO2-+2H2O+CO2═Al（OH）3↓+HCO3-．
（3）假设测定A、F、K均为0.01mol，10mL X溶液中n（H+）=0.04mol，且不能确定含有的离子只有一种．当沉淀C物质的量小于0.07mol时，溶液X中还一定含有Cl-．
（4）通常可以利用KClO在一定条件下氧化G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-+2FeO42-+5H2O．

分析 强酸性溶液中一定不会存在CO32-和SO32-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SO42-离子，生成气体A，A连续氧化生成D和E，气体D为红棕色，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I为NH4NO3，溶液H中通入过量的CO2气体，生成沉淀K，根据题中提供的离子可知，则K为Al（OH）3，H为NaAlO2，说明溶液中含有Al3+离子，溶液L为NaHCO3，沉淀G为Fe（OH）3，溶液J为FeCl3，溶液中含有Fe2+离子，就一定不含NO3-离子，含有SO42-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CO32-和SO32-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SO42-离子，生成气体A，A连续氧化生成D和E，气体D为红棕色，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I为NH4NO3，溶液H中通入过量的CO2气体，生成沉淀K，根据题中提供的离子可知，则K为Al（OH）3，H为NaAlO2，说明溶液中含有Al3+离子，溶液L为NaHCO3，沉淀G为Fe（OH）3，溶液J为FeCl3，溶液中含有Fe2+离子，就一定不含NO3-离子，含有SO42-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，溶液X中一定不存在的离子是CO32-、SO32-、NO3-、Ba2+，可能含Fe3+、Cl-，要检验溶液中是否含有Cl-，可取X溶液少量于试管中，加入足量的硝酸钡溶液，过滤后向滤液中加硝酸银溶液，再稀硝酸，若有白色溶液出现，则可证明有Cl-存在，
故答案为：CO32-、SO32-、NO3-、Ba2+； 取X溶液少量于试管中，加入足量的硝酸钡溶液，过滤后向滤液中加硝酸银溶液，再稀硝酸，若有白色溶液出现，则可证明有Cl-存在；
（2）步骤①中生成A的离子方程式为3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O，
步骤⑦生成沉淀K的 离子方程式为AlO2-+2H2O+CO2═Al（OH）3↓+HCO3-，
故答案为：3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O；AlO2-+2H2O+CO2═Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）A为NO，F为NH3，K为Al（OH）3，A、F、K均为0.01mol，10mLX溶液中n（H+）=0.04mol，根据反应3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，可知亚铁离子为0.03mol，根据溶液电中性可知：n（H+）+2n（Fe2+）+3n（Al3+）+n（NH4+）=2n（SO42-），n（SO42-）=$\frac{0.04+2×0.03+3×0.01+0.01}{2}$=0.07mol，当沉淀C物质的量小于0.07mol时，即n（SO42-）小于0.07mol，则溶液中一定还有一种阴离子，由于溶液中不能确定的离子只有一种，应为Cl-离子，故答案为：Cl-；
（4）通常可以利用KClO在一定条件下氧化G制备一种新型、高效、多功能水处理剂K2FeO4，制备过程中的离子方程式为3ClO-+2Fe（OH）3+4OH-═3Cl-+2FeO42-+5H2O，故答案为：3ClO-+2Fe（OH）3+4OH-═3Cl-+2FeO42-+5H2O．

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（3）题，注意溶液电中性的利用．

练习册系列答案
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