Question

10．某工業(yè)廢水中僅含表離子中的5種，且各種離子的物質的量濃度相等．均為0.1mol•L^-1．

陽離子	K+  Cu2+  Fe3+  Al3+  Fe2+
陰離子	Cl-  CO32-  NO3-  SO42-  SiO32-

欲探究廢水的組成，進行如下實驗：
I．用鉑絲蘸取少量溶液液，在火焰上灼燒，無紫色火焰（透過藍色鈷玻璃觀察）．
Ⅱ．取少溶液，加入KSCN溶液無明顯變化．
Ⅲ．另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄淸．且溶液中陰離子種類不變．
Ⅳ．向Ⅲ中聽得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
（1）僅由I、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是K⁺、Fe³⁺ （寫離子符號）．
（2）將Ⅲ中所得紅棕色氣體通人水中，氣體變無色，所發(fā)生的化學方程式為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
（3）原溶液中所含陽離子是Fe²⁺、Cu²⁺，陰離子是Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-．（寫離子符號）

Answer 1

分析 Ⅰ．用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰（透過藍色鈷玻璃觀察），說明沒有K⁺．
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化，說明沒有Fe³⁺．
Ⅲ．另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變，說明 Fe²⁺與NO₃^-和H⁺反應生成NO，即溶液中有Fe²⁺、NO₃^-，加鹽酸溶液中陰離子種類不變，說明原溶液中有Cl^-，加鹽酸溶液依然澄清加鹽酸說明沒有SiO₃^2-；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說明有SO₄^2-；根據以上判斷分析．

解答 解：Ⅰ．用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰（透過藍色鈷玻璃觀察），說明沒有K⁺．
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化，說明沒有Fe³⁺．
Ⅲ．另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變，說明 Fe²⁺與NO₃^-和H⁺反應生成NO，即溶液中有Fe²⁺、NO₃^-，加鹽酸溶液中陰離子種類不變，說明原溶液中有Cl^-，加鹽酸溶液依然澄清加鹽酸說明沒有SiO₃^2-；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說明有SO₄^2-；
（1）由Ⅰ、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是K⁺、Fe³⁺，
故答案為：K⁺、Fe³⁺；
（2）NO₂氣體和水反應得到的硝酸和一氧化氮，反應為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；故答案為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；
（3）由以上推斷可知溶液中陰離子為 Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-，且各為0.1mol/L；已經推斷出的陽離子是Fe²⁺，其濃度為0.1mol/L，由電荷守恒可知溶液中還有一種+2價陽離子，所以還有Cu²⁺，所以甲同學最終確定原溶液中所含陽離子是：Fe²⁺、Cu²⁺；陰離子是：Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-；
故答案為：Fe²⁺、Cu²⁺；Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-．

點評 本題考查離子的檢驗，側重考查學生的分析能力和計算能力，注意把握離子的性質以及實驗現象的判斷，難度不大．