Question

5．某強(qiáng)酸性溶液X可能含有A1³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、C1^-中的一種或幾種，取該溶液進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題：
①上述離子中，溶液X中除H⁺外還肯定含有的離子是Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-
②請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)不能確定是否含有的離子（若不止一種，可任選一種）的存在：取少量X溶液于試管中，加入幾滴KSCN溶液，若溶液變紅色則說(shuō)明有Fe³⁺，反之則無(wú)Fe³⁺（或取少量B溶液于試管中，加入幾滴AgNO₃溶液，若有白色沉淀則說(shuō)明有Cl^-，反之則無(wú)Cl^-）（或取少量X溶液于試管中，滴加Ba（NO₃）₂溶液至不再產(chǎn)生沉淀，再取上層清液于另一試管向其中滴加AgNO₃溶液，若有白色沉淀則說(shuō)明有Cl^-，反之則無(wú)Cl^-）
③寫(xiě)出反應(yīng)①的離子方程式3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
④假設(shè)測(cè)定A、F、I均為0.1mol，100mL X溶液中n（H⁺）=0.4mol，當(dāng)沉淀C物質(zhì)的量大于0.7mol時(shí)，溶液X中還一定含有Fe³⁺．

Answer 1

分析 強(qiáng)酸性溶液中一定不會(huì)存在CO₃^2-和SO₃^2-離子，加入過(guò)量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀為BaSO₄沉淀，說(shuō)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(shuō)明溶液中含有還原性離子，一定為Fe²⁺離子；溶液B中加入過(guò)量NaOH溶液，生成氣體F，則F為NH₃，說(shuō)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，說(shuō)明溶液中含有Al³⁺離子；溶液中含有Fe²⁺離子，就一定不含NO₃^-離子，含有SO₄^2-離子就一定不含Ba²⁺離子，不能確定是否含有的離子Fe³⁺和Cl^-，以此解答．

解答 解：在強(qiáng)酸性溶液中一定不會(huì)存在CO₃^2-和SO₃^2-離子，加入過(guò)量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀為BaSO₄沉淀，說(shuō)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(shuō)明溶液中含有還原性離子，一定為Fe²⁺離子，溶液B中加入過(guò)量NaOH溶液，生成氣體F，則F為NH₃，說(shuō)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NaOH和NaAlO₂，說(shuō)明溶液中含有Al³⁺離子，溶液中含有Fe²⁺離子，就一定不含NO₃^-離子，含有SO₄^2-離子就一定不含Ba²⁺離子，不能確定是否含有的離子Fe³⁺和Cl^-，一定不含有CO₃^2-、SO₃^2-；
①上述離子中，溶液X中除H⁺外還肯定含有的離子是Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-，故答案為：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；
②不能確定是否含有的離子Fe³⁺和Cl^-，取少量X溶液放在試管中，加入幾滴KSCN，溶液變紅色說(shuō)明有Fe³⁺，反之則無(wú)Fe³⁺； 或者取少量B溶液放在試管中，加入幾滴AgNO₃溶液，白色沉淀說(shuō)明有Cl^-，反之則無(wú)Cl^-；
故答案為：取少量X溶液于試管中，加入幾滴KSCN溶液，若溶液變紅色則說(shuō)明有Fe³⁺，反之則無(wú)Fe³⁺（或取少量B溶液于試管中，加入幾滴AgNO₃溶液，若有白色沉淀則說(shuō)明有Cl^-，反之則無(wú)Cl^-）（或取少量X溶液于試管中，滴加Ba（NO₃）₂溶液至不再產(chǎn)生沉淀，再取上層清液于另一試管向其中滴加AgNO₃溶液，若有白色沉淀則說(shuō)明有Cl^-，反之則無(wú)Cl^-）；
③反應(yīng)①的離子方程式為3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，
故答案為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
④A、F、I均為0.1mol，100mLX溶液中n（H⁺）=0.4mol，根據(jù)反應(yīng)3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知亞鐵離子為0.3mol，根據(jù)溶液電中性可知：n（H⁺）+2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-），
n（SO₄^2-）=$\frac{0.4+2×0.3+3×0.1+0.1}{2}$=0.7mol，當(dāng)沉淀C物質(zhì)的量＞0.7mol時(shí)一定含有Fe³⁺離子，反之，含有Cl^-離子，
故答案為：Fe³⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)物的推斷，為高頻考點(diǎn)，把握離子的性質(zhì)、離子之間的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與推斷能力的考查，注意沉淀及氣體的判斷，題目難度不大．