Question

有一无色透明强酸性溶液，可能含K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、SO₄^2-、SiO₃^2-、CO₃^2-、NO₃^-等离子中的若干种，现做如下实验：

①取少量该溶液，加入足量用稀硝酸酸化的BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。

②另取①中上层澄清溶液，加入氢氧化钠溶液，生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化的图象如下所示。

请完成下列问题：

(1)原溶液中一定存在（H⁺、OH^-不必写出）___________，一定不存在________________，可能存在____________。

(2)原溶液中肯定含有的阳离子（H⁺除外）物质的量之比为________________。

(3)步骤①中若有氧化还原反应请写出对应离子方程式（若无，填写“无”）________________。

(4)若已知步骤②中最终形成1mol沉淀。现取原溶液加入足量的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

(1) NH4+、Al3+、Fe2+、SO42-；Cu2+、SiO32-、CO32-、NO3- K+

(2) n(Al3+)：n(Fe2+)： n(NH4+)=1：1：2

(3)3Fe2+ + 4H+ + NO3- =3Fe3+ + NO↑+ 2H2O (4) 80

【解析】

试题分析：（1）无色透明溶液中不可以存在有色离子，所以Cu2+一定不存在，H2SiO3不溶于水，SiO32-不存在，CO32-不存在，①取少量该溶液，加入足量用稀硝酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含有SO42-；②另取①中上层澄清溶液，加入氢氧化钠溶液，根据生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化的图象可知，生成沉淀后，沉淀部分溶解，一定含有Al3+，没溶解的沉淀应该是Fe（OH）3沉淀，所以一定含有Fe2+，有一段时间消耗氢氧化钠但是沉淀的量不增加说明含有NH4+，溶液中存在Fe2+说明一定没有NO3-，K+可能存在，答案为：NH4+、Al3+、Fe2+、SO42- Cu2+、SiO32-、CO32-、NO3- K+；（2）一定含有的阳离子有NH4+、Al3+、Fe2+，其中亚铁离子被硝酸氧化为铁离子，根据产生的沉淀和消耗NaOH的量可知n(Al3+):n(Fe3+):n(NH4+)=1:1:2，答案为：1:1:2；（3）步骤①中涉及到的氧化还原反应是硝酸将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为：3Fe2+ + 4H+ + NO3- =3Fe3+ + NO↑+ 2H2O，答案为：3Fe2+ + 4H+ + NO3- =3Fe3+ + NO↑+ 2H2O；（4）步骤②中最终形成1mol氢氧化铁沉淀，将氢氧化铁灼烧得到的是氧化铁的沉淀，根据铁元素守恒，1mol氢氧化铁的沉淀最终可以得到1.5mol氧化铁，其质量为：1.5mol×160g/mol=80g，答案为：80g.

考点：考查离子反应