Question

【題目】某工業(yè)廢水中僅含下表離子中的5種，且各種離子的物質的量濃度相等，均為0.2mol/L。

陽離子	K+ Mg2+ Fe3+ Al3+ Fe2+
陰離子	Cl- CO32- NO3- SO42- SiO32-

欲探究廢水的組成，進行如下實驗：

Ⅰ.用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰（透過藍色鈷玻璃觀察）。

Ⅱ.取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化。

Ⅲ.另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變。

Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

請推斷：

（1）寫出III中產生無色氣體有關反應的離子反應方程式___；及該無色氣體遇空氣變成紅棕色的化學反應方程式___。

（2）由Ⅲ可確定該工業(yè)廢水中一定含有的離子是：___，一定不含有的離子是：___。

（3）原溶液中所含陽離子是___，陰離子是___。（寫離子符號）

Answer 1

【答案】3Fe2＋+NO3－+4H＋═3Fe3＋+NO+2H2O 2NO＋O2=2NO2 NO3－和Fe2＋、Mg2＋、Cl－ CO32-、SiO32- Fe2＋、Mg2＋ Cl－、NO3－、SO42－

【解析】

Ⅰ．用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰（透過藍色鈷玻璃觀察），判斷無鉀離子；

Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化，無三價鐵離子；

Ⅲ．另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變，說明 Fe2＋與NO3－和H＋反應生成NO，即溶液中有Fe2＋、NO3－，則沒有CO32－；加鹽酸溶液中陰離子種類不變，說明原溶液中有Cl－，加鹽酸溶液依然澄清說明沒有SiO32－；

Ⅳ． 向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，證明含有SO42－．

（1）Ⅲ中加入少量鹽酸生成無色氣體，是Fe2＋與NO3－和H＋反應生成NO，其離子方程式：3Fe2＋+NO3－+4H＋═3Fe3＋+NO+2H2O；及該無色氣體遇空氣變成紅棕色的化學反應方程式：2NO＋O2=2NO2；

故答案為：3Fe2＋+NO3－+4H＋═3Fe3＋+NO+2H2O；2NO＋O2=2NO2；

（2）Ⅲ另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變，說明 Fe2＋與NO3－和H＋反應生成NO，即溶液中有Fe2＋、NO3－，則沒有CO32－；加鹽酸溶液中陰離子種類不變，說明原溶液中有Cl－，加鹽酸溶液依然澄清說明沒有SiO32－；由Ⅲ可確定該工業(yè)廢水中一定含有的離子是：NO3－和Fe2＋、Mg2＋、Cl－，一定不含有的離子是：CO32-、SiO32-。

故答案為：NO3－和Fe2＋、Mg2＋、Cl－；CO32-、SiO32-；

（3）由以上推斷可知溶液中陰離子為 Cl－、NO3－、SO42－，且各為0.2mol·L－1；已經推斷出的陽離子是Fe2＋，其濃度為0.2mol·L－1，由電荷守恒可知溶液中還有一種+2價陽離子，所以還有Mg2＋，最終確定原溶液中所含陽離子是：Fe2＋、Mg2＋；陰離子是：Cl－、NO3－、SO42－；故答案為：Fe2＋、Mg2＋；Cl－、NO3－、SO42－。