Question

16．某强酸性溶液X中含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO${\;}_{3}^{2-}$、SO${\;}_{3}^{2-}$、SO${\;}_{4}^{2-}$、Cl^-、NO${\;}_{3}^{-}$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Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-
（2）写出有关离子方程式：步骤①中生成A3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O步骤②生成沉淀I：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-
（3）假设A、F、I均为0.1mol，10mL X溶液中n（H+）=0.4mol，而沉淀C物质的量大于0，.7mol，则该溶液中A（填字母）Cl^-
A、一定含有　　B、一定不含
C、不能确定是否含有理由是因为肯定存在的离子构成的溶液正负电荷已守恒．又不能确定溶液中是否含有Fe³⁺，若含有Fe³⁺离子，同时含有Cl^-离子．

Answer 1

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，不能确定的是否含有的离子Fe³⁺和Cl^-，以此解答（1）（2）两小题，再结合电荷守恒解答（3）；

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^-，检验氯离子的方法是：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^-，故一定含有的是Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-，不能确定的是Fe³⁺、Cl^-，确定Fe³⁺不存在，方法是向取少量溶液与试管中，加入KSCN溶液，若溶液不变红色，则说明溶液中无Fe³⁺；
故答案为：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；
（2）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，②H为NaOH和NaAlO₂混合物，通入过量二氧化碳后分别发生的反应为：CO₂+OH^-=HCO₃^-，AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故生成沉淀的离子方程式为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-； 故答案为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）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，可知亚铁离子为0.03mol，根据溶液电中性可知：2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-），n（SO₄^2-）=$\frac{2×0.03mol+3×0.01mol+0.01mol+0.04mol}{2}$=0.07mol，当沉淀C物质的量＞0.07mol时一定含有Fe³⁺离子，同时含有Cl^-离子，故答案为：A；因为肯定存在的离子构成的溶液正负电荷已守恒．又不能确定溶液中是否含有Fe³⁺，若含有Fe³⁺离子，同时含有Cl^-离子．

点评 本题为考查离子组推断题，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．