Question

【題目】某溶液 X 含有 H+、Al3+、NH4+、Fe2+、CO32-、SO32-、SO42-、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)如下：

（1）通過上述實驗過程，一定不存在的離子是______________________。

（2）反應①中生成A的離子方程式為__________________________。

（3）若測得X溶液中c(H+)=5mol·L-1，則X溶液中_________（填“含”或不含）Fe3+，c(Fe3+)=_________mol·L-1（若填不含，則不需計算），X溶液中c(Cl-)=_________mol·L-1。

Answer 1

【答案】 CO32-、SO32-、NO3- 3Fe2++ NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O 含 1 14.5

【解析】在強酸性溶液中一定不會存在CO32-和SO32-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SO42-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CO32-、SO32-、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；
(3)A是NO物質的量==0.01mol，F為NH3物質的量==0.015mol，I為氫氧化鋁沉淀物質的量==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==0.04mol，原溶液中含鐵離子物質的量n(Fe3+)=0.01mol，c(Fe3+)==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==0.02mol，n(SO42-)=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-)==14.5mol/L。