Question

13．某强酸性溶液X，可能含有Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、SiO₃^2-、NO₃^-中的一种或几种离子，取该溶液进行实验，其现象及转化如图．反应过程中有一种气体是红棕色．请回答下列问题：

（1）依题意不进行实验即可判断溶液X中一定不存在的离子有CO₃^2-、SiO₃^2-．
（2）下列结论正确的是CD（填序号）．
A．X中肯定存在Fe²⁺、Al³⁺、NH₄⁺
B．气体F经催化氧化可直接生成气体D
C．沉淀C一定是BaSO₄、沉淀G一定是Fe（OH）₃、沉淀K可能有Al（OH）₃
D．溶液X中，一定没有NO₃^-
（3）产生气体A的离子方程式为3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（4）转化⑥发生反应的现象为红褐色沉淀溶解，溶液变为黄色．
（5）转化③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：4．
（6）对不能确定是否存在的离子，如何确定其是否存在？可以另取X溶液，先加入KSCN溶液，若溶液变为血红色则有Fe³⁺，再向溶液中逐滴加入NaOH溶液，有沉淀生成，持续滴加过量NaOH，沉淀减小但不消失则有Al³⁺（简述操作过程）

Answer 1

分析 某强酸性溶液X，则溶液中不存在弱酸根离子CO₃^2-、SiO₃^2-，溶液和硝酸钡溶液反应生成沉淀C，则溶液呈存在SO₄^2-，不存在和硫酸根离子反应的Ba²⁺，C是BaSO₄；
酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，所以溶液中Fe²⁺和NO₃^-不能共存，加入硝酸钡产生气体，则溶液中存在Fe²⁺，不存在NO₃^-，A是NO；
溶液B中加入氢氧化钠溶液时，产生气体F，则溶液中含有NH₄⁺，F是NH₃，产生沉淀，则溶液中存在Fe³⁺，沉淀G是Fe（OH）₃，氢氧化铁和盐酸反应生成FeCl₃，则J是FeCl₃，溶液H中通入过量二氧化碳生成沉淀，则溶液中存在Al³⁺，沉淀K是Al（OH）₃，溶液L是NaHCO₃；
A是NO，则D是NO₂，二氧化氮化和水反应生成硝酸和NO，则E是HNO₃，硝酸和氨气反应生成硝酸铵，则I是NH₄NO₃，以此解答该题．

解答 解：（1）由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在弱酸根离子，所以不存在的离子有CO₃^2-、SiO₃^2-，
故答案为：CO₃^2-、SiO₃^2-；
（2）A．由以上分析不能确定是否存在Al³⁺，故A错误；
B．氨气被氧化只生成NO，故B错误；
C．由以上分析可知沉淀C一定是BaSO₄、沉淀G一定是Fe（OH）₃、沉淀K可能有Al（OH）₃，故C正确；
D．溶液X中，含有亚铁离子，则一定没有NO₃^-，故D正确，
故答案为：CD；
（3）亚铁离子和硝酸反应生成铁离子、一氧化氮和水，离子反应方程式为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）氢氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，氢氧化铁为红褐色沉淀，氯化铁溶液呈黄色，所以看到的现象是：红褐色沉淀逐渐溶解，溶液变为黄色，
故答案为：红褐色沉淀溶解，溶液变为黄色；
（5）转化的方程式为4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：4，故答案为：1：4；
（6）溶液中存在Fe²⁺，可被氧化生成Fe³⁺，则不能确定原溶液是否含有Fe³⁺，可加KSCN溶液检验，做法是取少量X溶液于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液不变红色说明无Fe³⁺，向溶液中逐滴加入NaOH溶液，有沉淀生成，持续滴加过量NaOH，沉淀减小但不消失则有Al³⁺．
故答案为：可以另取X溶液，先加入KSCN溶液，若溶液变为血红色则有Fe³⁺，再向溶液中逐滴加入NaOH溶液，有沉淀生成，持续滴加过量NaOH，沉淀减小但不消失则有Al³⁺．

点评 本题考查无机物的推断，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，根据溶液和硝酸钡反应生成气体确定溶液中存在亚铁离子，为解答本题的易错点，熟练掌握离子共存的条件，灵活运用知识解答，题目难度中等．