Question

某強酸性溶液中僅含有Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-中的一種或幾種，取溶液進行下列連續(xù)實驗，實驗內(nèi)容如下

根據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1）①僅根據(jù)上述連續(xù)實驗，不能確定溶液X中是否含有的離子是

 

；
     ②氣體D分子的電子式為

 

；
     ③若要確定不能確定的溶液X中的陰離子是否存在，檢驗的最可靠的化學方法是（若無不能確定的陰離子，此文不必回答）

 

；
（2）寫出下列有關離子方程式；
實驗①中生成無色氣體A：

 

實驗③中生成沉淀H：

 

（3）假設實驗②所用氫氧化鈉溶液的濃度為4mol/L．加入氫氧化鈉溶液的體積與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量如圖所示（不考慮離子的水解、氣體的溶解等）根據(jù)有關信息填表（根據(jù)實際情況填寫，可以不填滿，也可以補充）

原溶液中確定含有的陰離子的化學式	該陰離子的物質(zhì)的量濃度

Answer 1

考點：常見陽離子的檢驗,常見陰離子的檢驗

專題：物質(zhì)檢驗鑒別題

分析：在強酸性溶液中一定不會存在CO₃^2-、SO₃^2-離子；加入過量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀C為BaSO₄，說明溶液中含有SO₄^2-離子，根據(jù)硫酸鋇的質(zhì)量可以計算硫酸根離子的物質(zhì)的量，生成無色氣體A，則A只能是NO，說明溶液中含有還原性離子，則一定為Fe²⁺離子，溶液B中加入過量NaOH溶液，沉淀F只為Fe（OH）₃，生成氣體D，則D為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺離子；溶液E中通入CO₂氣體，生成沉淀G，則I為Al（OH）₃，H為NaOH和NaAlO₂，說明溶液中含有Al³⁺離子，再根據(jù)離子共存知識，溶液中含有Fe²⁺離子，則一定不含NO₃^-離子和SO₃^2-離子，那么一定含有SO₄^2-離子，那么就一定不含Ba²⁺離子，不能確定是否含有的離子Fe³⁺和Cl^-，以此進行解答．

解答： 解：在強酸性溶液中一定不會存在CO₃^2-、SO₃^2-離子；加入過量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀C為BaSO₄，說明溶液中含有SO₄^2-離子，根據(jù)硫酸鋇的質(zhì)量可以計算硫酸根離子的物質(zhì)的量，生成無色氣體A，則A只能是NO，說明溶液中含有還原性離子，則一定為Fe²⁺離子，溶液B中加入過量NaOH溶液，沉淀F只為Fe（OH）₃，生成氣體D，則D為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺離子；溶液E中通入CO₂氣體，生成沉淀G，則I為Al（OH）₃，H為NaOH和NaAlO₂，說明溶液中含有Al³⁺離子，再根據(jù)離子共存知識，溶液中含有Fe²⁺離子，則一定不含NO₃^-離子和SO₃^2-離子，那么一定含有SO₄^2-離子，那么就一定不含Ba²⁺離子，不能確定是否含有的離子Fe³⁺和Cl^-，
（1）①根據(jù)以上分析可知，溶液中不能確定的陽離子為Fe³⁺，溶液中不能確定的陰離子為Cl^-，故答案為：Fe³⁺、Cl^-；
②氣體D為氨氣，氨氣分子的電子式為：，故答案為：；
③若要確定不能確定的溶液X中的陰離子是否存在，檢驗的最可靠的化學方法是：取少許X溶液于試管中，加入AgNO₃溶液，再加入足量稀HNO₃，有白色沉淀，則說明有氯離子，否則沒有，故答案為：取少許X溶液于試管中，加入AgNO₃溶液，再加入足量稀HNO₃，有白色沉淀，則說明有氯離子，否則沒有；
（2）中得到的氣體A是NO，F(xiàn)e²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子，NO₃^-離子被還原為NO氣體，反應的離子方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，E中NaAlO₂，沉淀G為氫氧化鋁，偏鋁酸根離子與二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀，反應的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃；
（3）由圖象可知，沉淀溶解需要氫氧化鈉的體積為2.5mL，那么物質(zhì)的量為：0.0025L×4mol/L=0.01mol，即鋁離子的物質(zhì)的量為0.01mol；沉淀鋁離子，需要氫氧化鈉為0.03mol，即沉淀鐵離子，需要氫氧化鈉為（55-7.5-10）×^-3×4mol/L=0.15mol，故鐵離子為：0.05mol，無色氣體A體積為224mL，即物質(zhì)的量為：

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，沉淀C為硫酸鋇，物質(zhì)的量為：

18.64g

233g/mol

=0.08mol，故硫酸根離子的物質(zhì)的量為：0.08mol，n（+）=0.05×3+0.01×3+0.01=0.19，n（-）=0.08×2=0.16，依舊電中性原則：故需要負電荷為：0.03mol，故答案為：Cl^-；0.03mol．

點評：本題考查了常見陰陽離子的檢驗、無機推斷，題目難度中等，注意掌握常見離子的性質(zhì)及檢驗方法，（3）為難點、易錯點，注意溶液電中性知識在化學計算中的應用方法，試題充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．