Question

(12分)某強(qiáng)酸性溶液X中僅含有Ba2＋、Al3＋、NH4＋、Fe2＋、Fe3＋、CO32－、SO32－、SO42－、Cl－、NO3－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(guò)程如下：

根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題:

（1）僅根據(jù)上述連續(xù)實(shí)驗(yàn)不能確定溶液X中是否含有的陽(yáng)、陰離子分別是_____________。

（2）用離子方程表達(dá)下列反應(yīng):

①中生成氣體A:___________ __。

②中生成溶液H:____________ _。

（3）若②中所用氫氧化鈉濃度為2mol/L，當(dāng)加入l0 ml時(shí)開(kāi)始產(chǎn)生沉淀，55 ml時(shí)沉淀的量達(dá)到最大值0.03 mol，繼續(xù)滴加沉淀的量保持不變，隨后再滴加沉淀部分溶解，到60ml時(shí)沉淀的量降為0.025 mol且保持不變，則原溶液中c（Fe2+）為_(kāi)__________mol/L、c（Fe3+）為_(kāi)__________mol/L、c（Cl-）為_(kāi)__________mol/L。(若有些離子不存在，請(qǐng)?zhí)? mol/L)

Answer 1

（每空2分 共14分）（1） Fe3+ 、Cl-

（2）3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O

Al3+ +4OH-＝AlO2-+2H2O

（3）0.15 0.1 0

【解析】

試題分析：強(qiáng)酸性溶液中一定不存在CO32－、SO32－，則與過(guò)量的硝酸鋇溶液反應(yīng)，生成9.32g沉淀，則該沉淀是硫酸鋇沉淀，物質(zhì)的量是9.32g/233g/mol=0.04mol,說(shuō)明溶液中存在0.04mol SO42-，則一定不存在Ba2+；與過(guò)量硝酸鋇反應(yīng)生成的氣體A可連續(xù)被氧化，說(shuō)明A是NO，D是二氧化氮，則溶液中存在與硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子，為Fe2+，所以溶液中一定不存在NO3-；溶液B中含有鐵離子和過(guò)量的硝酸鋇，加入氫氧化鈉溶液仍產(chǎn)生氣體，說(shuō)明原溶液中存在NH4+，氨氣的物質(zhì)的量也是銨根離子的物質(zhì)的量是0.112L/22.4L/mol=0.005mol；則沉淀G中一定含有氫氧化鐵；通入過(guò)量的二氧化碳，仍能產(chǎn)生沉淀，因?yàn)殍F離子上步中被完全沉淀，所以此時(shí)產(chǎn)生的沉淀只能是氫氧化鋁，說(shuō)明溶液中存在鋁離子；而Fe3+ 、Cl-不能確定。

（1）根據(jù)以上分析，不能確定溶液X中是否含有的陽(yáng)、陰離子分別是Fe3+ 、Cl-；

（2）①硝酸與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子、NO和水，離子方程式是3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O；

②中生成溶液H，即為鋁離子和過(guò)量的氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，離子方程式是Al3+ +4OH-＝AlO2-+2H2O；

（3）根據(jù)生成NO的體積可計(jì)算亞鐵離子的濃度，NO的物質(zhì)的量是0.112L/22.4L/mol=0.005mol，則亞鐵離子的物質(zhì)的量是0.005mol×3=0.015mol，c（Fe2+）=0.015mol/0.1L=0.15mol/L；加入氫氧化鈉溶液60mL時(shí)沉淀量降到0.025mol，說(shuō)明此時(shí)為氫氧化鐵沉淀，亞鐵離子的物質(zhì)的量是0.015mol，所以說(shuō)明原溶液中存在鐵離子，其物質(zhì)的量是0.025mol-0.015mol=0.01mol，則c（Fe3+）=0.01mol/0.1L=0.1mol/L；加入55mL氫氧化鈉溶液時(shí)沉淀達(dá)到最大值0.03mol，加入60mL氫氧化鈉溶液時(shí)，沉淀降為0.025mol，說(shuō)明氫氧化鋁的物質(zhì)的量是0.03mol-0.025mol=0.005mol，則溶液中SO42-：0.04mol，NH4+：0.005mol，F(xiàn)e2+：0.015mol，F(xiàn)e3+：0.01mol，Al3+：0.005mol，此時(shí)2n(SO42-)=n(NH4+)+2n(Fe2+)+3n(Fe3+)+3n(Al3+)，所以c（Cl-）=0mol/L。

考點(diǎn)：考查離子的檢驗(yàn)與計(jì)算