Question

某强酸性溶液X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，取该溶液进行实验，实验内容如下:

根据以上信息，回答下列问题:

（1）溶液X中除H ⁺ 外还肯定含有的离子是       ；不能确定是否含有的离子是      ，若要确定其中阳离子的存在，最可靠的化学方法是            。

（2）沉淀G的化学式为        。

（3）写出有关离子方程式:

步骤①中生成A           。

步骤②生成沉淀I           。

（4）假设测定A、F、I均为0．01 mol，10 mL X溶液中n(H ⁺ )="0．04" mol，而沉淀C物质的量0．07 mol，能说明（1）中不能确定的阴离子存在的理由是            。

Answer

（1）Al3＋、NH4＋、Fe2＋、SO42－，Cl－、Fe3＋，取少量X溶液置于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液不变红色，说明无Fe3＋，若变红则说明含Fe3＋；（2）Fe(OH)3；（3）3Fe2＋＋NO3－＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－；（4）若检验Fe3＋一定存在时，就有Cl－的存在，因为溶液呈现电中性。

【解析】

试题分析：该溶液显强酸性，说明有大量的H＋存在，根据离子共存，CO32－、SO32－不能大量存在，加入Ba(NO3)2有气体产生，NO3－在酸性条件下具有氧化性，能和还原性物质反应，NO3－本身被还原成NO，说明原溶液中有Fe2＋，无NO3－，则气体A为NO，气体D为NO2，4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，则溶液E为HNO3，加入Ba(NO3)2有沉淀C生成，则C为BaSO4，说明原溶液中有SO42－，无Ba2＋，溶液B中加入过量的NaOH溶液，产生气体F，则气体F为NH3，说明原溶液中含有NH4＋，溶液H中通入过量的CO2有沉淀生成，沉淀Ⅰ为Al(OH)3，说明原溶液中含有Al3＋，（1）根据上述分析，除H＋外还有的离子：Al3＋、NH4＋、Fe2＋、SO42－，根据信息Cl－、Fe3＋无法确定，检验Fe3＋最可靠的化学方法是滴加KSCN，因为Fe3＋与KSCN生成血红色溶液，当溶液变红，说明Fe3＋的存在，否则，不含Fe3＋；（2）根据（1）溶液中肯定含有Fe2＋，加入Ba(NO3)2引入NO3－，NO3－在酸性条件下具有强氧化性，能把Fe2＋氧化成Fe3＋，因此加入NaOH溶液，生成Fe(OH)3，沉淀G是Fe(OH)3；（3）根据前面的分析，①的离子反应方程式为：3Fe2＋＋NO3－＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，溶液中肯定含有Al3＋，与过量的NaOH反应生成NaAlO2，因为碳酸的酸性强于偏铝酸，其离子反应方程式为：AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－；（4）根据信息n(NO)=0．01mol，n(NH3)=n[Al(OH)3]=0．01，n(H＋)=0．04，n(BaSO4)=0．07mol，根据（3）中离子反应方程式计算出n(Fe2＋)=3n(NO)=0．03mol，，根据原子守恒，推出n(NH4＋)=n(NH3)=0．01，n(Al3＋)=n[Al((OH)3)]=0．01mol，n(SO42－)=n(BaSO4)=0．07，阳离子所带电荷数：2n(Fe2＋)＋n(NH4＋)＋3n(Al3＋)＋n(H＋)=0．14mol，阴离子所带电荷数：2n(SO42－)=0．14mol，阴阳离子所带电荷数相等，溶液呈现电中性，若检验Fe3＋一定存在时，就有Cl－的存在，因为溶液呈现电中性。

考点：考查离子的检验、离子共存、电荷守恒的思想。