Question

常溫下，pH=1的某溶液A中，還含有NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、CO₃^2-、NO₃^-、Cl^-、I^-、SO₄^2-中的4種，且各離子的物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L，現(xiàn)取該溶液進(jìn)行有關(guān)實驗，實驗結(jié)果如下圖所示：
（1）寫出生成白色沉淀甲的離子方程式：

 

（2）氣體乙可作為純堿工業(yè)的生產(chǎn)原料，寫出相應(yīng)化學(xué)方程式：

 

（3）加入1.92g金屬銅，完全溶解時理論上可獲得紅棕色氣體丁

 

mol，但實際情況比理論值偏小，原因是

 

（用化學(xué)方程式表示）．
（4）根據(jù)以上實驗內(nèi)容，可以確定溶液A中大量存在的離子有H⁺、

 

．

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：由溶液pH=1可知溶液為酸性溶液，溶液中存在大量氫離子，可以排除CO₃^2-；溶液A中加過量（NH₄）₂CO₃，產(chǎn)生白色沉淀，白色沉淀只能為氫氧化鋁，可以排除Fe²⁺、Fe³⁺，溶液含有一定有Al³⁺；溶液乙加銅和濃硫酸能產(chǎn)生氣體丙，丙在空氣中變成紅棕色，則丙為NO，原溶液中有NO₃^-，強酸性溶液中含有NO₃^-，則一定不存在具有還原性的離子：Fe²⁺、I^-，最后根據(jù)電荷守恒得原溶液中含有H⁺、NO₃^-、Al³⁺、SO₄^2- Cl^-五種離子．

解答： 解：由溶液pH=1可知溶液為酸性溶液，氫離子濃度為0.1mol/L，溶液中一定不存在與氫離子反應(yīng)的離子：CO₃^2-；溶液A中加過量（NH₄）₂CO₃，產(chǎn)生白色沉淀，可以排除Fe²⁺、Fe³⁺，原溶液中一定有Al³⁺；溶液乙加銅和濃硫酸能產(chǎn)生NO，原溶液中有NO₃^-，強酸性溶液中有NO₃^-，則一定沒有Fe²⁺、I^-；
（1）依據(jù)分析可知溶液中一定存在Al³⁺，Al³⁺與加入的碳酸根發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁白色沉淀，離子反應(yīng)方程式為：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Al（OH）₃↓+3CO₂↑，故答案為：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（2）過量的銨根與加入的氫氧根反應(yīng)生成氨氣，故氣體乙為氨氣，氨氣溶于水形成一水合氨，有利于二氧化碳的溶解，故反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl，故答案為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（3）根據(jù)反應(yīng)方程式3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O可知，消耗1.92g銅，銅的物質(zhì)的量為0.03mol，理論上生成NO為0.02mol，由于存在二氧化氮的偶氮反應(yīng)：2NO₂?N₂O₄，即實際產(chǎn)量偏小，故答案為：0.02；2NO₂?N₂O₄；
（4）溶液中一定存在硝酸根離子，硝酸根離子的物質(zhì)的量濃度為0.1mol/L，溶液中存在0.1mol/L的氫離子、0.1mol/L的鋁離子，溶液中陽離子帶有的電荷為：0.4mol/L；而溶液中除了存在0.1mol/L的硝酸根離子外，還應(yīng)該含有SO₄^2-離子和Cl^-，所以該溶液中一定有NO₃^-、Al³⁺、SO₄^2-、Cl^-四種離子，
故答案為：Al³⁺、NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-．

點評：本題考查了常見陰陽離子的檢驗、離子共存的判斷，題目難度中等，注意掌握常見離子的性質(zhì)及檢驗方法，判斷硫酸根離子、氯離子時需要通過電荷守恒進(jìn)行判斷，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力．