Question

某强酸性溶液X，可能含有Al^3＋、Ba^2＋、NH₄^＋ 、Fe^2＋、Fe^3＋、CO₃^2-、SO₄^2-、SiO₃^2-、NO₃^-中的一种或几种离子，取该溶液进行实验，其现象及转化如下图。反应过程中有一种气体是红棕色。请回答下列问题：

（1）由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在的离子有                 。

（2）溶液X中，关于NO₃^-的判断一定正确的是_           ___。

a．一定有        b．一定没有        c．可能有

（3）产生气体A的离子方程式为                 。

（4）转化⑥发生反应的现象为                      。

（5）转化④中产生H的离子方程式为                      。

（6）若转化③中，D、H₂O、O₂三种物质恰好发生化合反应生成E，则反应中D与O₂的物质的量之比为____。

（7）对不能确定是否存在的离子，可以另取X溶液，加入下列溶液中的一种，根据现象即可判断，该试剂最好是                。

①NaOH溶液，②KSCN溶液，③石蕊试剂，④pH试纸，⑤KMnO₄溶液，⑥氯水和KSCN的混合溶液

Answer

（12分）（1）CO32-、SiO32- （2）b （3）3Fe2＋+NO3-+4H＋=3Fe3＋+NO↑+2H2O

（4）红褐色沉淀溶解，溶液变为黄色 ；（5）Al3＋+4OH－=AlO2-+2H2O （6）4：1； （7）②。

【解析】

试题分析：溶液X呈强酸性,则溶液中不存在弱酸根离子CO32-、SiO32-，溶液和Ba（NO3）2溶液混合反应产生白色沉淀，证明溶液中含有SO42-，由于Ba2＋与SO42-会发生沉淀反应形成BaSO4沉淀而不能大量共存，因此不存在Ba2＋；C是BaSO4；在酸性条件下NO3-具有强的氧化性，与Fe2＋发生氧化还原反应而不能大量共存，反应产生气体A，该气体可以与氧气反应，因此溶液中含有Fe2+，无NO3-；A是NO；D是NO2；E是HNO3；溶液B中加入过量NaOH溶液加热产生气体F是NH3，说明溶液中含有NH4＋；NH3与硝酸反应产生的I是NH4NO3；发生产生的沉淀J是Fe（OH）3；向其中加入HCl反应产生的J是FeCl3；向溶液H中通入过量CO2气体产生沉淀K是Al（OH）3，说明在原溶液中含有Al3＋；溶液L是NaHCO3。终上所述可知：在原溶液中一定含有Al3＋、Fe2＋、NH4＋ 、SO42-、；一定不含有Ba2＋、SiO32- 、CO32-、NO3- ；不能确定是否存在的离子是Fe3＋。（1）由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在的离子有弱酸的酸根离子CO32-、SiO32-；（2）在强酸性溶液中若含有NO3-会表现强的氧化性，若存在NO3-可以将Fe2+氧化；溶液X中Fe2+就不能存在，加入Ba（NO3）2溶液就不能产生气体，因此溶液中含有Fe2+，不存在NO3-，一定正确的是b 。（3）产生气体A的离子方程式为3Fe2＋+NO3-+4H＋=3Fe3＋+NO↑+2H2O；（4）转化⑥发生反应是Fe（OH）3+3HCl=FeCl3+3H2O，观察到的现象为红褐色沉淀溶解，溶液变为黄色 ；（5）由于在溶液B含有Al3+，当向其中加入过量的强碱NaOH时，会发生反应：Al3＋+4OH－=AlO2-+2H2O；（6）若转化③中，NO2、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应生成E，反应方程式是：4NO2+ O2+2H2O == 4HNO3，则反应中D与O2的物质的量之比为4:1；（7）通过前边分析可知不能确定是否存在的离子是Fe3+，可以另取X溶液，加入下列溶液中的一种，根据现象即可判断，该试剂最好是②KSCN溶液。如含有Fe3+，滴入KSCN溶液后溶液变为血红色，若不含有Fe3+，滴入KSCN溶液后溶液不变色。

【考点定位】考查溶液成分的确定的知识。

【名师点睛】本题将中学化学常见的离子的检验、离子共存问题综合一起，全面考查了溶液中离子反应的情况。在酸性溶液中不能存在弱酸根离子，H+与Fe2+及H+与 NO3-否可以共存，但是这三种离子之间不能大量共存，因此在酸性条件下NO3-具有强的氧化性，会把Fe2+氧化为Fe3+；在酸性溶液中Cl-、ClO-发生氧化还原反应不能大量共存；在碱性溶液中弱碱金属阳离子及NH4+会发生反应形成弱电解质或沉淀不能大量共存；Al3+遇少量OH-形成Al（OH）3沉淀，遇过量OH-会生成AlO2-；AlO2-和少量酸发生反应形成Al（OH）3沉淀，当酸过量时又会转化为Al3+。掌握微粒的检验方法、反应现象、干扰离子是什么、如何排除、微粒会发生哪些反应产生难溶性物质，哪些会产生弱电解质，物质在什么条件下可以发生反应，反应类型是什么，会书写相应的化学反应方程式和离子方程式，掌握书写的原则和方法。