Question

某強酸性溶液X中含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-中的一種或幾種，取該溶液進行連續(xù)實驗，實驗過程如下：

根據以上信息，回答下列問題：
（1）上述離子中，不能確定的陽離子是

 

，若要用實驗證明該離子一定不存在，其最可靠的化學方法是

 

．
（2）寫出下列反應的離子方程式：
①中生成氣體A：

 

．
②生成沉淀I：

 

．
（3）假設測定A、F、I均為0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，且不能確定含有的離子只有一種．當X溶液中不能確定離子是

 

，沉淀C的物質的量為

 

．

Answer 1

考點：常見陽離子的檢驗,常見陰離子的檢驗

專題：物質檢驗鑒別題

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，則該沉淀為BaSO₄，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，則一定為Fe²⁺離子；溶液B中加入過量NaOH溶液，沉淀G只為Fe（OH）₃，生成氣體F，則F為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺離子；溶液H中通入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，再根據離子共存知識，溶液中含有Fe²⁺離子，則一定不含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^-，以此進行解答．

解答： 解：強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)被氧化生成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，沉淀G為Fe（OH）₃，生成氣體F，則F為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺離子；溶液H中通入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^-，
（1）根據以上分析可知，溶液中不能確定的陽離子為Fe³⁺；
通常用硫氰化鉀溶液檢驗鐵離子，檢驗方法為：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：Fe³⁺；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⁺；
（2）①氣體ANO，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，
故答案為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
②H中NaAlO₂，沉淀I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：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）A、F、I均為0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，根據反應3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知亞鐵離子為0.03mol，根據溶液電中性可知：2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-），n（SO₄^2-）=

2×0.03mol+3×0.01mol+0.01mol+0.04mol

2

=0.07mol，
當X溶液中不能確定的離子是Fe³⁺，則硫酸根離子的物質的量大于0.07mol，生成沉淀C硫酸鋇的物質的量大于0.07mol；
當X溶液中不能確定的離子為Cl^-，則硫酸根離子的物質的量小于0.07mol，生成沉淀C硫酸鋇的物質的量小于0.07mol，
故答案為：Fe³⁺；＞0.07mol（或Cl^-；＜0.07mol ）．

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．