Question

(12分)某强酸性溶液X中仅含有Ba^2＋、Al^3＋、NH₄^＋、Fe^2＋、Fe^3＋、CO₃^2－、SO₃^2－、SO₄^2－、Cl^－、NO₃^－中的一种或几种，取该溶液进行连续实验，实验过程如下：

根据以上信息，回答下列问题:

（1）仅根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有的阳、阴离子分别是_____________。

（2）用离子方程表达下列反应:

①中生成气体A:___________                            __。

②中生成溶液H:____________                            _。

（3）若②中所用氢氧化钠浓度为2mol/L，当加入l0 ml时开始产生沉淀，55 ml时沉淀的量达到最大值0.03 mol，继续滴加沉淀的量保持不变，随后再滴加沉淀部分溶解，到60ml时沉淀的量降为0.025 mol且保持不变，则原溶液中c（Fe²⁺）为___________mol/L、c（Fe³⁺）为___________mol/L、c（Cl^-）为___________mol/L。(若有些离子不存在，请填0 mol/L)

Answer

（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】

试题分析：强酸性溶液中一定不存在CO32－、SO32－，则与过量的硝酸钡溶液反应，生成9.32g沉淀，则该沉淀是硫酸钡沉淀，物质的量是9.32g/233g/mol=0.04mol,说明溶液中存在0.04mol SO42-，则一定不存在Ba2+；与过量硝酸钡反应生成的气体A可连续被氧化，说明A是NO，D是二氧化氮，则溶液中存在与硝酸发生氧化还原反应的离子，为Fe2+，所以溶液中一定不存在NO3-；溶液B中含有铁离子和过量的硝酸钡，加入氢氧化钠溶液仍产生气体，说明原溶液中存在NH4+，氨气的物质的量也是铵根离子的物质的量是0.112L/22.4L/mol=0.005mol；则沉淀G中一定含有氢氧化铁；通入过量的二氧化碳，仍能产生沉淀，因为铁离子上步中被完全沉淀，所以此时产生的沉淀只能是氢氧化铝，说明溶液中存在铝离子；而Fe3+ 、Cl-不能确定。

（1）根据以上分析，不能确定溶液X中是否含有的阳、阴离子分别是Fe3+ 、Cl-；

（2）①硝酸与亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子、NO和水，离子方程式是3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O；

②中生成溶液H，即为铝离子和过量的氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式是Al3+ +4OH-＝AlO2-+2H2O；

（3）根据生成NO的体积可计算亚铁离子的浓度，NO的物质的量是0.112L/22.4L/mol=0.005mol，则亚铁离子的物质的量是0.005mol×3=0.015mol，c（Fe2+）=0.015mol/0.1L=0.15mol/L；加入氢氧化钠溶液60mL时沉淀量降到0.025mol，说明此时为氢氧化铁沉淀，亚铁离子的物质的量是0.015mol，所以说明原溶液中存在铁离子，其物质的量是0.025mol-0.015mol=0.01mol，则c（Fe3+）=0.01mol/0.1L=0.1mol/L；加入55mL氢氧化钠溶液时沉淀达到最大值0.03mol，加入60mL氢氧化钠溶液时，沉淀降为0.025mol，说明氢氧化铝的物质的量是0.03mol-0.025mol=0.005mol，则溶液中SO42-：0.04mol，NH4+：0.005mol，Fe2+：0.015mol，Fe3+：0.01mol，Al3+：0.005mol，此时2n(SO42-)=n(NH4+)+2n(Fe2+)+3n(Fe3+)+3n(Al3+)，所以c（Cl-）=0mol/L。

考点：考查离子的检验与计算