Question

12．某溶液中可能含有下列離子中的若干種：K⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-、CO₃^2-、SiO₃^2-．現(xiàn)進(jìn)行如下實驗：
①取少量溶液，加入KSCN溶液，無明顯變化
②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
③向②中所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成
④向②中所得溶液中加入過量濃氨水，僅有紅褐色沉淀生成，過濾，在所得溶液中加入鹽酸至酸性時，再加入氫氧化鈉溶液，有藍(lán)色沉淀生成
請回答下列問題：
（1）該溶液中一定含有的離子是Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-；
（2）該溶液中一定不含有的離子是Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SiO₃^2-；
（3）若該溶液中各離子濃度相等，則一定含有的離子還有Cl^-；
（4）實驗②中加入鹽酸生成無色氣體的離子方程式是3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

Answer 1

分析 ①取少量溶液，加入KSCN溶液時無明顯變化，證明溶液中不含鐵離子；
②另取溶液加入鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，說明是一氧化氮氧化為二氧化氮，證明原溶液中一定含有NO₃^-和Fe²⁺；則不能有CO₃^2-、SiO₃^2-；
③向②中所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，取原溶液加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，證明溶液中有SO₄^2-；
④向②中所得溶液中加入過量濃氨水，生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，溶液中沒有Al³⁺，過濾，在所得溶液中加入鹽酸至酸性時，再加入氫氧化鈉溶液，有藍(lán)色沉淀生成，積生成氫氧化銅沉淀，則溶液中含有Cu²⁺；據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：①取少量溶液，加入KSCN溶液時無明顯變化，證明溶液中不含鐵離子；
②另取溶液加入鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，說明是一氧化氮氧化為二氧化氮，證明原溶液中一定含有NO₃^-和Fe²⁺；則不能有CO₃^2-、SiO₃^2-；
③向②中所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，取原溶液加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，證明溶液中有SO₄^2-；
④向②中所得溶液中加入過量濃氨水，生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，溶液中沒有Al³⁺，過濾，在所得溶液中加入鹽酸至酸性時，再加入氫氧化鈉溶液，有藍(lán)色沉淀生成，積生成氫氧化銅沉淀，則溶液中含有Cu²⁺；
（1）綜上可知，該廢水一定含有的離子是Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-，故答案為：Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-；
（2）該溶液中一定不含有的離子是Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SiO₃^2-，故答案為：Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SiO₃^2-；
（3）若該溶液中各離子濃度相等，即Fe²⁺、Cu²⁺正電荷總數(shù)大于NO₃^-、SO₄^2-負(fù)電荷總數(shù)，所以溶液中一定存在Cl^-，故答案為：Cl^-；
（4）加入鹽酸生成無色氣體是亞鐵離子與硝酸根離子在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)生成一氧化氮氣體，離子方程式是：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

點評 本題考查了常見離子的檢驗方法，題目難度中等，明確常見離子的性質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意熟練掌握常見離子的檢驗方法，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．