Question

15．某強酸性溶液X含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-的一種或幾種，取該溶液進行實驗，實驗內(nèi)容如下：

根據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1）溶液X中除H⁺外還肯定含有的離子是Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；
（2）寫出有關(guān)離子方程式：步驟①中生成A3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；步驟②生成沉淀IAlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）假設(shè)測定A、F、I均為0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，而沉淀C物質(zhì)的量0.07mol，能說明（1）中不能確定的陰離子存在的理由是若檢驗Fe³⁺肯定存在時，就有Cl^-存在，因肯定存在的離子電荷總數(shù)已相等．

Answer 1

分析 在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)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，生成氣體F，則F為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺離子，溶液H中溶于CO₂氣體，生成沉淀I，則I為Al（OH）₃，H為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^-，以此來解答．

解答 解：在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)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，生成氣體F，則F為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺離子，沉淀G為Fe（OH）₃，溶液H中溶于CO₂氣體，生成沉淀I，則I為Al（OH）₃，H為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）由以上分析可知一定含有Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-，
故答案為：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；
（2）①Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子，反應的離子方程式為3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，②H為NaOH和NaAlO₂混合物，通入過量二氧化碳后生成氫氧化鋁的方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；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(jù)反應3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知Fe²⁺物質(zhì)的量為0.03mol； 碳溶液中正電荷為：2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）+n（H⁺）=2×0.03mol+3×0.01mol+0.01mol+0.04mol=0.14mol；沉淀C為硫酸鋇，其物質(zhì)的量0.07mol，n（SO₄^2-）=0.07mol，硫酸根離子所帶的負電荷為：0.07mol×2=0.14mol，說明溶液中正負電荷相等，所以若檢驗Fe³⁺肯定存在時，就有Cl^-存在，因肯定存在的離子電荷總數(shù)已相等，
故答案為：若檢驗Fe³⁺肯定存在時，就有Cl^-存在，因肯定存在的離子電荷總數(shù)已相等．

點評 本題考查無機物的推斷，側(cè)重考查物質(zhì)的檢驗與鑒別，屬于中等難度的試題，試題綜合性強，難度較大，有利于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力，提高學生的應試能力和學習效率，要依據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)和特征反應來判斷、推理、驗證．