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。有一种气体是红棕色。请回答下列问题：

(1)溶液X中除了H⁺一定存在的离子有________________ 。溶液X中一定不存在的离子有____________ 。

(2)产生气体A的离子方程式为________________________________。

(3)转化⑥发生反应的现象为__________________________________。

(4)转化⑦中的离子方程式为___________________________________。

(5)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O₂与D的物质的量之比为________。

Answer

(1)Al3＋、NH4＋ 、Fe2＋、Fe3+、SO42-；Ba2＋、CO32-、SiO32-、NO3-；

(2)3Fe2＋+NO3-+4H＋=3Fe3＋+NO+2H2O；

(3)红褐色沉淀溶解，溶液呈黄色；

(4)AlO＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO；

(5)1：4

【解析】

试题分析：某强酸性溶液X，则溶液中不存在弱酸根离子CO32-、SiO32-，溶液和硝酸钡溶液反应生成沉淀C，则溶液呈存在SO42-，不存在和硫酸根离子反应的Ba2+，C是BaSO4；酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，所以溶液中Fe2+和NO3-不能共存，加入硝酸钡产生气体，则溶液中存在Fe2+，不存在NO3-，A是NO；溶液B中加入氢氧化钠溶液时，产生气体F，则溶液中含有NH4+，F是NH3，产生沉淀，则溶液中存在Fe3+，沉淀G是Fe(OH)3，氢氧化铁和盐酸反应生成FeCl3，则J是FeCl3，溶液H中通入过量二氧化碳生成沉淀，则溶液中存在Al3+，沉淀K是Al(OH)3，溶液L是NaHCO3；A是NO，则D是NO2，二氧化氮化和水反应生成硝酸和NO，则E是HNO3，硝酸和氨气反应生成硝酸铵，则I是NH4NO3。

(1)由上述分析可知，强酸性条件即可判断溶液X中一定含SO42-、Al3+、NH4+、Fe3+、Fe2+，一定不存在的离子有Ba2+、NO3-、CO32-、SiO32-，故答案为：SO42-、Al3+、NH4+、Fe3+、Fe2+；Ba2+、NO3-、CO32-、SiO32-；

(2)亚铁离子和硝酸反应生成铁离子、一氧化氮和水，离子反应方程式为：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，故答案为：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；

(3)氢氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，氢氧化铁为红褐色沉淀，氯化铁溶液呈黄色，所以看到的现象是：红褐色沉淀逐渐溶解，溶液变为黄色，故答案为：红褐色沉淀溶解，溶液呈黄色；

(4)⑦中生成沉淀K的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

(5)若转化③中，NO2、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应生成HNO3，该反应方程式为：4NO2+2H2O+O2=4HNO3，则反应中O2与D的物质的量之比为4：1，故答案为：1:4。

【考点定位】考查无机物的推断

【名师点晴】本题考查无机物的推断，为高频考点，把握物质的性质、常见离子之间反应与现象推断物质为解答的关键，侧重分析与推断能力的考查，注意元素化合物知识与实验的结合。