Question

（12分）某工业废水中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L。

阳离子	K^+ Cu^2+   Fe^3+   Al^3+   Fe^2+
阴离子	Cl^-CO3^2-  NO3^-  SO4^2-  SiO3^2-

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：

Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）。

Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化。

Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。

Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。

请推断：（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是           （写离子符号）。

（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的的离子方程式是_________________________。

（3）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式为：

（4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是             ，阴离子是             （写离子符号）。

（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体质量为                g。

Answer

（12分）（1）Fe3+ K+   (2) NO3-  + 4H++ 3Fe2+ ==  3Fe3+ + NO↑ +2H2O

      (3)3NO2 +H2O == HNO3 +NO↑   (4) Cu2+   Fe2+      Cl- NO3- SO42- (5) 1.6g

【解析】

试题分析：根据I可知，溶液中没有钾离子。根据Ⅱ可知，没有铁离子。根据Ⅲ可知，红棕色气体是NO2，所以无色气体是NO，这说明加入盐酸后，发生了氧化还原反应，所以一定含有 NO3-、Fe2+，在酸性条件下，二者发生氧化还原反应。有亚铁离子，则就一定没有 CO32- 、SiO32-。又因为此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变，所以一定还含有氯离子。根据Ⅳ可知，白色沉淀是硫酸钡，所以一定含有SO42-。由于各种离子额浓度都是相等的，所以根据溶液的电中性可知，另一种阳离子应该是铜离子，而不能是铝离子。所以加入足量的NaOH溶液后，最终生成的沉淀应该是氢氧化铜和氢氧化铁，物质的量都是0.01mol。灼烧后分别得到氧化铜和氧化铁，物质的量分别是0.01mol和0.005mol，其质量是

0.01mol×80g/mol＋0.005mol×160g/mol＝1.6g。

考点：考查离子的共存、离子的检验及有关计算等