Question

17．某溶液X含有H⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe₃⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-中的一種或幾種，取該溶液進行實驗，實驗內容和相關數據（氣體體積在標準狀況下測定）如圖所示．

（1）通過上述實驗過程，一定不存在的離子是CO₃^2-、SO₃^2-、NO₃^-．
（2）反應①中生成A的離子方程式為3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（3）若測得X溶液中c（H⁺）=5mol/L，則X溶液中含（填“含”或“不含”）Fe³⁺，c（Fe³⁺）=1 mol/L（若填不含，則不需計算），X溶液中c（Cl^-）=14.5mol/L．

Answer 1

分析 在強酸性溶液中一定不會存在CO₃^2-和SO₃^2-離子，加入過量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀為BaSO₄沉淀，說明溶液中含有SO₄^2-離子，生成氣體A，A連續(xù)氧化生成D和E，則A為NO，D為NO₂，E為HNO₃，說明溶液中含有還原性離子，一定為Fe²⁺離子，溶液B中加入過量NaOH溶液，生成氣體F，則F為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺離子，溶液H中溶于CO₂氣體，生成沉淀I，則I為Al（OH）₃，H為NaAlO₂，沉淀G為Fe（OH）₃，說明溶液中含有Al³⁺離子，計算氫氧化鐵物質的量和元溶液中亞鐵離子物質的量判斷原溶液中含有Fe³⁺，溶液中含有Fe²⁺離子，就一定不含NO₃^-離子，已結溶液中電荷守恒計算確定是否含有的離子Cl^-，以此解答．

解答 解：在強酸性溶液中一定不會存在CO₃^2-和SO₃^2-離子，加入過量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀為BaSO₄沉淀，說明溶液中含有SO₄^2-離子，生成氣體A，A連續(xù)氧化生成D和E，則A為NO，D為NO₂，E為HNO₃，說明溶液中含有還原性離子，一定為Fe²⁺離子，溶液B中加入過量NaOH溶液，生成氣體F，則F為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺離子，溶液H中溶于CO₂氣體，生成沉淀I，則I為Al（OH）₃，H為NaAlO₂，沉淀G為Fe（OH）₃，說明溶液中含有Al³⁺離子，計算氫氧化鐵物質的量和元溶液中亞鐵離子物質的量判斷原溶液中含有Fe³⁺，溶液中含有Fe²⁺離子，就一定不含NO₃^-離子，結合溶液中陰陽離子電荷守恒計算確定是否含有的離子Cl^-，
（1）由以上分析可知一定不存在CO₃^2-、SO₃^2-、NO₃^-，故答案為：CO₃^2-、SO₃^2-、NO₃^-；
（2）①Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子，反應的離子方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）A是NO物質的量=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，F為NH₃物質的量=$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，I為氫氧化鋁沉淀物質的量=$\frac{0.78g}{78g/mol}$=0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=5mol/L×0.01L=0.05mol，根據反應3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知Fe²⁺物質的量為0.03mol；，G為氫氧化鐵物質的量=$\frac{4.28g}{107g/mol}$=0.04mol，原溶液中含鐵離子物質的量n（Fe³⁺）=0.01mol，c（Fe³⁺）=$\frac{0.01mol}{0.01L}$=1mol/L，溶液中正電荷為：n（Fe³⁺）+2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）+n（H⁺）=0.01×3+2×0.03mol+3×0.01mol+0.015mol+0.05mol=0.185mol；沉淀C為硫酸鋇，其物質的量=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，n（SO₄^2-）=0.02mol，硫酸根離子所帶的負電荷為：0.02mol×2=0.04mol，電荷守恒可知含有Cl^-，n（Cl^-）=0.185mol-0.04mol=0.145mol，得到溶液中氯離子濃度c（Cl^-）=$\frac{0.145mol}{0.01L}$=14.5mol/L，
故答案為：含；1；14.5．

點評 本題考查無機物的推斷，根據物質間發(fā)生反應的特殊現象結合離子共存來分析解答，熟悉物質的性質是解本題關鍵，根據溶液和硝酸鋇反應生成氣體確定溶液中存在亞鐵離子，為解答本題的易錯點，熟練掌握離子共存的條件，靈活運用知識解答，題目難度中等．