Question

某強酸性透明溶液X含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-中的一種或幾種，取該溶液進行連續實驗，實驗內容如下：

根據以上信息，回答下列問題：
（1）上述離子中，溶液X中除H⁺外還肯定含有的離子是______，不能確定是否含有的離子（Q）是______．
（2）沉淀G的化學式為______．
（3）寫出有關離子方程式：反應①中生成A______．反應②______．
（4）假設測定A、F、I均為0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，當沉淀C物質的量n（c）______（填取值范圍），表明Q離子一定存在．

Answer 1

【答案】分析：在強酸性溶液中一定不會存在CO₃^2-和SO₃^2-離子，加入過量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀為BaSO₄沉淀，說明溶液中含有SO₄^2-離子，生成氣體A，A連續氧化生成D和E，則A為NO，D為NO₂，E為HNO₃，說明溶液中含有還原性離子，一定為Fe²⁺離子，溶液B中加入過量NaOH溶液，生成氣體F，則F為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺離子，溶液H中溶于CO₂氣體，生成沉淀I，則I為Al（OH）₃，H為NaAlO₂，說明溶液中含有Al³⁺離子，溶液中含有Fe²⁺離子，就一定不含NO₃^-離子，含有SO₄^2-離子就一定不含Ba²⁺離子，不能確定是否含有的離子Fe³⁺和Cl^-，以此解答（1）（2）（3）題，根據溶液電中性解答（4）題．
解答：解：（1）在強酸性溶液中一定不會存在CO₃^2-和SO₃^2-離子，加入過量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀為BaSO₄沉淀，說明溶液中含有SO₄^2-離子，生成氣體A，A連續氧化生成D和E，則A為NO，D為NO₂，E為HNO₃，說明溶液中含有還原性離子，一定為Fe²⁺離子，溶液B中加入過量NaOH溶液，生成氣體F，則F為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺離子，溶液H中溶于CO₂氣體，生成沉淀I，則I為Al（OH）₃，H為NaOH和NaAlO₂，說明溶液中含有Al³⁺離子，溶液中含有Fe²⁺離子，就一定不含NO₃^-離子，含有SO₄^2-離子就一定不含Ba²⁺離子，不能確定是否含有的離子Fe³⁺和Cl^-，檢驗方法是 取少量X溶液放在試管中，加入幾滴KSCN，溶液不變紅色說明無Fe³⁺； 或者取少量B溶液放在試管中，加入幾滴AgNO₃溶液，無白色沉淀說明無Cl^-，
故答案為：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；Fe³⁺、Cl^-；
（2）Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子，加入NaOH溶液后生成Fe（OH）₃，故答案為：Fe（OH）₃；  
（3）①Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子，反應的離子方程式為3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；②H為NaOH和NaAlO₂混合物，通入過量二氧化碳后分別發生的反應為：CO₂+OH^-=HCO₃^-，AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；CO₂+OH^-=HCO₃^-，AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-； 
（4）A、F、I均為0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，根據反應3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知離子為0.03mol，根據溶液電中性可知：2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-），n（SO₄^2-）==0.07mol，當沉淀C物質的量＞0.07mol時一定含有Fe³⁺離子，反之，含有Cl^-離子，即當沉淀C物質的量n＜0.07mol，表明氯離子一定存在，故答案為：＜0.07mol．
點評：本題為考查離子組推斷題，題目具有一定難度，本題解答時一定要緊扣反應現象，推斷各離子存在的可能性，本題易錯點為（4）題，注意溶液電中性的利用．