Question

某强酸性溶液X，可能含有Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SiO₃^2-、NO₃^-的一种或几种离子，取该溶液进行实验．其现象及转化如图。反应过程中有一种气体是红棕色。

请回答下列问题：

（1）由强酸性条件即可到断溶液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

Answer

（1）CO32-、SiO32-(2分)；（2）b(1分)；

（3）3Fe2++NO3-+4H+=2Fe3++NO↑+2H2O(2分)；

（4）红褐色沉淀溶解，溶液呈黄色(2分)；

（5）Al3++4OH-=AlO2-+2H2O(1分)；

（6）4:1(1分)；（7）②(1分)

【解析】

试题分析：（1）由于溶液显强酸性，则含有大量的H+，由于H+与CO32-、SiO32-会发生离子反应产生CO2和H2SiO3沉淀而不能大量共存，因此可判断溶液X中一定不存在的离子有CO32-、SiO32-；

（2）向溶液X中加入过量的Ba(NO3)2溶液发生反应产生气体A可以与O2反应产生气体D,说明溶液中有还原性的微粒Fe2+，气体A是NO,气体D是NO2。由于在酸性条件下H+、Fe2+、NO3-会发生氧化还原反应而不能大量共存，因此可确定在原溶液中一定不存在NO3-；答案选b；

（3）产生气体A的离子方程式是：3Fe2++NO3-+4H+=2Fe3++NO+2H2O；

（4）在溶液B中一定含有Fe2+氧化产生的Fe3+及加入的Ba2+、NO3-；向溶液B中加入过量的NaOH溶液，产生Fe(OH)3红褐色沉淀，再加入过量的HCl，发生复分解反应，沉淀溶解，变为黄色溶液FeCl3，所以转化⑥发生反应的现象为红褐色沉淀溶解，溶液呈黄色；

（5）向溶液H中通入过量的CO2气体，产生沉淀，则该沉淀是Al(OH)3，说明在H中含有AlO2-，在原溶液中含有Al3+；则在含有Al3+的溶液中加入过量NaOH，发生转化④中产生H：AlO2-的离子方程式为Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；

（6）在转化③中，D：NO2、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应生成E：HNO3，反应的方程式是：4NO2+ O2+ 2H2O== 4HNO3，根据反应方程式可知D与O2的物质的量之比为4:1；

（7）向溶液B中加入过量的NaOH溶液产生气体F，说明含有NH4+；根据上述实验可知：在原溶液中一定不含有的离子是CO32ˉ、SiO32ˉ、NO3-；一定含有的离子是：Al3+、NH4+、Fe2+，这些都是阳离子，根据溶液呈电中性可知还应该含有阴离子，所以还含有阴离子含有SO42­­ˉ；由于Ba2+、SO42ˉ会发生离子反应而不能大量共存，因此一定不含有Ba2+；故一定不存在CO32ˉ、SiO32ˉ、NO3-、Ba2+；一定含有的离子是Al3+、NH4+、Fe2+、SO42­­ˉ；Fe3+不能确定其是否存在。判断其是否存在的方法是取少量原溶液，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色，就证明含有该离子，否则不存在，故选项是②。

【考点定位】考查离子的检验、离子共存、离子方程式的书写、反应现象的描述、溶液成分的确定的知识。

【名师点晴】根据离子的特征反应及离子间的共存情况，进行离子推断时要遵循以下三条原则：（1）互斥性原则。判断出一定有某种离子存在时，将不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没有的离子。（2）电中性原则。溶液呈电中性，溶液中一定有阳离子和阴离子，不可能只有阳离子或阴离子。（3）进出性原则。离子检验时，加入试剂会引入新的离子，某些离子在实验过程中可能消失，则原溶液中是否存在该种离子无法判断。解答时，首先，必须以扎实全面的基础知识作后盾。扎实全面的基础知识是考生认真、准确解答试题的前提和基础。例如考生要对离子的性质、离子的特征、离子间的反应关系要有准确全面的认识。其次，必须要有正确清晰的解题思路和正确灵活的解题方法。