Question

某強(qiáng)酸性溶液X含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-中的一種或幾種，取該溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下：

根據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1）溶液X中除H⁺外還肯定含有的離子是

 

；不能確定是否含有的離子是

 

，若要確定其中陽離子的存在，最可靠的化學(xué)方法是

 

．
（2）沉淀G的化學(xué)式為

 

（3）寫出有關(guān)離子方程式：步驟①中生成A

 

．步驟②生成沉淀I

 

．
（4）假設(shè)測定A、F、I均為0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，當(dāng)沉淀C物質(zhì)的量（填：“＜”或“=”或“＞”某個值）

 

 mol，表明不能確定是否含有的離子中一定存在

 

．（若不止一種可能，填一種情況即可）

Answer 1

考點(diǎn)：常見離子的檢驗(yàn)方法

專題：

分析：在強(qiáng)酸性溶液中一定不會存在CO₃^2-和SO₃^2-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，說明溶液中含有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^-，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答： 解：（1）在強(qiáng)酸性溶液中一定不會存在CO₃^2-和SO₃^2-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NaOH和NaAlO₂，說明溶液中含有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^-，檢驗(yàn)Fe³⁺的方法為：取少量X溶液放在試管中，加入幾滴KSCN，溶液不變紅色說明無Fe³⁺，
故答案為：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-； Cl^-、Fe³⁺；取少量X溶液放入試管中，加入幾滴KSCN溶液，溶液不變紅色說明無Fe³⁺，若變紅則說明含F(xiàn)e³⁺；
（2）Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子，加入NaOH溶液后生成Fe（OH）₃，故答案為：Fe（OH）₃；  
（3）①Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子，反應(yīng)的離子方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，②沉淀I為氫氧化鋁，偏鋁酸鈉與過量二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫根離子，反應(yīng)的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）A、F、I均為0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，根據(jù)反應(yīng)3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知Fe²⁺物質(zhì)的量為0.03mol； 碳溶液中正電荷為：2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）+n（H⁺）=2×0.03mol+3×0.01mol+0.01mol+0.04mol=0.14mol；沉淀C為硫酸鋇，若沒有其它離子，根據(jù)電荷守恒，硫酸根離子的物質(zhì)的量為：

0.14mol

2

=0.07mol，生成硫酸鋇的物質(zhì)的量為0.07mol，所以當(dāng)硫酸鋇沉淀的物質(zhì)的量＞0.07mol時，溶液中一定存在Fe³⁺，當(dāng)硫酸鋇的物質(zhì)的量=0.07mol時Fe³⁺、Cl^-都不存在，當(dāng)硫酸鋇的物質(zhì)的量＜0.07mol時，溶液中一定存在Cl^-，
故答案為：＞0.7（或＜0.7）；Fe³⁺（或Cl^-）．

點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別，屬于中等難度的試題，試題綜合性強(qiáng)，難度較大，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力，提高學(xué)生的應(yīng)試能力和學(xué)習(xí)效率，要依據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)和特征反應(yīng)來判斷、推理、驗(yàn)證．