Question

某強(qiáng)酸性溶液X可能含有Ba²⁺、Al³⁺、N

H

+ 4

、Fe²⁺、Fe³⁺、C

O

2- 3

、S

O

2- 3

、S

O

2- 4

、Cl^-、N

O

- 2

、N

O

- 3

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)過程如下：

根據(jù)以上信息，回答下列問題：
（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-

，不能確定是否含有的離子（M）是

Fe³⁺、Cl^-

，若要確定該M（若不止一種，可任選一種）在溶液X中不存在，最可靠的化學(xué)方法是

取少量X溶液于試管中，加入幾滴KSCN溶液不變紅色則說明無Fe³⁺；或取少量B溶液少許于試管中，加幾滴AgNO3溶液，若無白色沉淀說明無Cl^-

．
（2）沉淀I的化學(xué)式為

Al（OH）₃

，氣體F的電子式為

．
（3）寫出反應(yīng)②的離子方程式：

AlO₂^-+CO₂+H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-

．
（4）通常可以利用KClO在一定條件下氧化G來制備一種新型、高效、多功能水處理劑K₂FeO₄．請寫出制備過程中的離子方程式

3ClO^-+2Fe（OH）₃+4OH^-=3Cl^-+FeO₄^2-+5H₂O

．
（5）假設(shè)測定A、F、I均為0.1mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.4mol，當(dāng)沉淀C物質(zhì)的量大于0.7mol時，溶液X中還一定含有

Fe³⁺

．

Answer 1

分析：強(qiáng)酸性溶液中一定不含CO₃^2-、SO₃^2-；NO₂^-、NO₃^-與Fe²⁺不能同時存在；轉(zhuǎn)化關(guān)系中X溶液中加入過量硝酸鋇生成氣體沉淀和溶液，依據(jù)離子性質(zhì)推斷溶液中一定含F(xiàn)e²⁺；酸性溶液中硝酸根離子具有強(qiáng)氧化性，得到氣體A為NO，D為NO₂，E為HNO₃；沉淀C為硫酸鋇，判斷溶液中一定含SO₄^2-；根據(jù)離子共存判斷原溶液中一定不含Ba²⁺；溶液B中一定含有Fe³⁺；B溶液和過量氫氧化鈉反應(yīng)生成氣體、沉淀、溶液，推斷原溶液中一定含NH₄⁺；生成的沉淀G是Fe（OH）₃；與堿反應(yīng)生成的氣體F為NH₃；溶液H通入過量二氧化碳生成沉淀，判斷溶液H中含有AlO₂^-；證明原溶液中一定含有Al³⁺；沉淀J為Al（OH）₃；依據(jù)推斷分析回答問題．

解答：解：題干中強(qiáng)酸性溶液中一定不含CO₃^2-、SO₃^2-；NO₂^-、NO₃^-與Fe²⁺不能同時存在；根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系中X溶液中加入過量硝酸鋇生成氣體沉淀和溶液的反應(yīng)，依據(jù)離子性質(zhì)推斷溶液中一定含F(xiàn)e²⁺；酸性溶液中硝酸根離子具有強(qiáng)氧化性，得到氣體A為NO，D為NO₂，E為HNO₃；沉淀C為硫酸鋇，判斷溶液中一定含SO₄^2-；根據(jù)離子共存判斷原溶液中一定不含Ba²⁺；溶液B中一定含有Fe³⁺；B溶液和過量氫氧化鈉反應(yīng)生成氣體、沉淀、溶液，推斷原溶液中一定含NH₄⁺；生成的沉淀G是Fe（OH）₃；與堿反應(yīng)生成的氣體F為NH₃；溶液H通入過量二氧化碳生成沉淀，判斷溶液H中含有AlO₂^-；證明原溶液中一定含有Al³⁺；沉淀I為Al（OH）₃；原溶液中一定含有Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；一定不含Ba²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-；NO₂^-、NO₃^-；可能含有的Fe³⁺、Cl^-；
（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-；不能確定是否含有的離子Fe³⁺、Cl^-；確定溶液中不含有Fe³⁺、Cl^-的方法是：取少量X溶液于試管中，加入幾滴KSCN溶液不變紅色則說明無Fe³⁺；或取少量B溶液少許于試管中，加幾滴AgNO3溶液，若無白色沉淀說明無Cl^-；
故答案為：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；取少量X溶液于試管中，加入幾滴KSCN溶液不變紅色則說明無Fe³⁺；或取少量B溶液少許于試管中，加幾滴AgNO₃溶液，若無白色沉淀說明無Cl^-；
（2）沉淀I的化學(xué)式為：Al（OH）₃；氣體F為氨氣，電子式為，故答案為：Al（OH）₃；；
（3）反應(yīng)②是過量二氧化碳和偏鋁酸鈉容易的反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，反應(yīng)的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-+CO₂+H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）利用KClO在一定條件下氧化G（Fe（OH）₃）來制備一種新型、高效、多功能水處理劑K₂FeO₄；次氯酸根離子做氧化劑被還原生成氯離子，氫氧化鐵被氧化為高鐵酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：3ClO^-+2Fe（OH）₃+4OH^-=3Cl^-+FeO₄^2-+5H₂O，
故答案為：3ClO^-+2Fe（OH）₃+4OH^-=3Cl^-+FeO₄^2-+5H₂O；
（5）假設(shè)測定A（NO）、F（NH₃）、I（Al（OH）₃）均為0.1mol，可知原溶液中n（Al³⁺）=0.1mol；n（NH₄⁺）=0.1mol，依據(jù)電子守恒可知Fe²⁺～Fe³⁺～e^-；NO₃^-～NO～3e^-；得到3Fe²⁺～NO；n（Fe²⁺）=0.3mol；10mL X溶液中n（H⁺）=0.4mol，當(dāng)沉淀C（BaSO₄）物質(zhì)的量大于0.7mol時，n（SO₄^2-）=0.7mol依據(jù)溶液中電荷守恒得到：正電荷=2[Fe²⁺]+3[Al³⁺]+[NH₄⁺]+[H⁺]=2×0.3+3×0.1+0.1+0.4=1.4；陰離子=2[SO₄^2-]=2×0.7=1.4；當(dāng)沉淀C（BaSO₄）物質(zhì)的量大于0.7mol時，溶液X中還一定含有Fe³⁺，
故答案為：Fe³⁺．

點(diǎn)評：本題考查了離子檢驗(yàn)的方法應(yīng)用，物質(zhì)選擇的分析判斷，離子共存的應(yīng)用，氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用，主要是離子方程式的書寫，電子式的書寫，溶液電荷守恒的應(yīng)用，題目難度中等．