Question

某pH=1的溶液X，其中可能含有Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄²ˉ、SiO₃²ˉ、NO₃ˉ中的一種或幾種離子，取200mL溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其現(xiàn)象及轉(zhuǎn)化如圖．反應(yīng)過(guò)程中有一種氣體是紅棕色．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）僅由強(qiáng)酸性條件便可判斷溶液X中一定不存在的離子有

 

；
（2）溶液X中，關(guān)于NO₃ˉ的判斷一定正確的是

 

；
a．一定有    b．一定沒(méi)有   c．可能有
（3）①中產(chǎn)生氣體A的離子方程式為

 

；
（4）⑦中生成沉淀K的離子方程式為

 

；
（5）溶液X中不能確定的離子是_

 

，若要用實(shí)驗(yàn)證明該離子一定不存在，其中最可靠的化學(xué)方法為

 

；
（6）若實(shí)驗(yàn)測(cè)定A、F、K均為0.01mol，試確定沉淀C及其物質(zhì)的量：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：無(wú)機(jī)物的推斷

專(zhuān)題：

分析：某強(qiáng)酸性溶液X，則溶液中不存在弱酸根離子CO₃^2-、SiO₃^2-，溶液和硝酸鋇溶液反應(yīng)生成沉淀C，則溶液呈存在SO₄^2-，不存在和硫酸根離子反應(yīng)的Ba²⁺，C是BaSO₄；
酸性條件下硝酸根離子具有強(qiáng)氧化性，所以溶液中Fe²⁺和NO₃^-不能共存，加入硝酸鋇產(chǎn)生氣體，則溶液中存在Fe²⁺，不存在NO₃^-，A是NO；
溶液B中加入氫氧化鈉溶液時(shí)，產(chǎn)生氣體F，則溶液中含有NH₄⁺，F(xiàn)是NH₃，產(chǎn)生沉淀，則溶液中存在Fe³⁺，沉淀G是Fe（OH）₃，氫氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成FeCl₃，則J是FeCl₃，溶液H中通入過(guò)量二氧化碳生成沉淀，則溶液中存在Al³⁺，沉淀K是Al（OH）₃，溶液L是NaHCO₃；
A是NO，則D是NO₂，二氧化氮化和水反應(yīng)生成硝酸和NO，則E是HNO₃，硝酸和氨氣反應(yīng)生成硝酸銨，則I是NH₄NO₃．

解答： 解：強(qiáng)酸性溶液X，則溶液中不存在弱酸根離子CO₃^2-、SiO₃^2-，溶液和硝酸鋇溶液反應(yīng)生成沉淀C，則溶液呈存在SO₄^2-，不存在和硫酸根離子反應(yīng)的Ba²⁺，C是BaSO₄；
酸性條件下硝酸根離子具有強(qiáng)氧化性，所以溶液中Fe²⁺和NO₃^-不能共存，加入硝酸鋇產(chǎn)生氣體，則溶液中存在Fe²⁺，不存在NO₃^-，A是NO；
溶液B中加入氫氧化鈉溶液時(shí)，產(chǎn)生氣體F，則溶液中含有NH₄⁺，F(xiàn)是NH₃，產(chǎn)生沉淀，則溶液中存在Fe³⁺，沉淀G是Fe（OH）₃，氫氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成FeCl₃，則J是FeCl₃，溶液H中通入過(guò)量二氧化碳生成沉淀，則溶液中存在Al³⁺，沉淀K是Al（OH）₃，溶液L是NaHCO₃；
A是NO，則D是NO₂，二氧化氮化和水反應(yīng)生成硝酸和NO，則E是HNO₃，硝酸和氨氣反應(yīng)生成硝酸銨，則I是NH₄NO ₃，
（1）由強(qiáng)酸性條件即可判斷溶液X中一定不存在弱酸根離子，所以不存在的離子有CO₃^2-、SiO₃^2-，故答案為：CO₃^2-、SiO₃^2-；
（2）強(qiáng)酸性溶液中硝酸根離子具有強(qiáng)氧化性，如果存在硝酸根離子，則不存在亞鐵離子，加入硝酸鋇溶液時(shí)不能產(chǎn)生氣體，所以溶液X中一定沒(méi)有NO₃^-，故選b；
（3）亞鐵離子和硝酸反應(yīng)生成鐵離子、一氧化氮和水，離子反應(yīng)方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=2Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）⑦中生成沉淀K的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）溶液中存在Fe²⁺，可被氧化生成Fe³⁺，則不能確定原溶液是否含有Fe³⁺，可加KSCN溶液檢驗(yàn)，做法是取少量X溶液于試管中，加入幾滴KSCN溶液，溶液不變紅色說(shuō)明無(wú)Fe³⁺，
故答案為：Fe³⁺；取少量X溶液于試管中，加入幾滴KSCN溶液，溶液不變紅色說(shuō)明無(wú)Fe³⁺；
（6）A、F、K均為0.01mol，200mL X溶液中n（H⁺）=0.02mol，根據(jù)反應(yīng)3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知亞鐵離子為0.03mol，根據(jù)溶液電中性可知：2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-），
n（SO₄^2-）=

2×0.03mol+3×0.01mol+0.01mol+0.02mol

2

=0.06mol，
當(dāng)X溶液中不能確定的離子是Fe³⁺，則硫酸根離子的物質(zhì)的量大于0.06mol，生成沉淀C硫酸鋇的物質(zhì)的量大于0.06mol；
故答案為：n（BaSO₄）≥0.06mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查無(wú)機(jī)物的推斷，根據(jù)物質(zhì)間發(fā)生反應(yīng)的特殊現(xiàn)象結(jié)合離子共存來(lái)分析解答，熟悉物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，根據(jù)溶液和硝酸鋇反應(yīng)生成氣體確定溶液中存在亞鐵離子，為解答本題的易錯(cuò)點(diǎn)，熟練掌握離子共存的條件，靈活運(yùn)用知識(shí)解答，題目難度中等．