Question

10．某工業(yè)廢水中僅含表離子中的5種，且各種離子的物質(zhì)的量濃度相等．均為0.1mol•L^-1．

陽(yáng)離子	K+  Cu2+  Fe3+  Al3+  Fe2+
陰離子	Cl-  CO32-  NO3-  SO42-  SiO32-

欲探究廢水的組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
I．用鉑絲蘸取少量溶液液，在火焰上灼燒，無(wú)紫色火焰（透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察）．
Ⅱ．取少溶液，加入KSCN溶液無(wú)明顯變化．
Ⅲ．另取溶液加入少量鹽酸，有無(wú)色氣體生成，該無(wú)色氣體遇空氣變成紅棕色，此時(shí)溶液依然澄淸．且溶液中陰離子種類不變．
Ⅳ．向Ⅲ中聽(tīng)得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
（1）僅由I、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽(yáng)離子是K⁺、Fe³⁺ （寫(xiě)離子符號(hào)）．
（2）將Ⅲ中所得紅棕色氣體通人水中，氣體變無(wú)色，所發(fā)生的化學(xué)方程式為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
（3）原溶液中所含陽(yáng)離子是Fe²⁺、Cu²⁺，陰離子是Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-．（寫(xiě)離子符號(hào)）

Answer 1

分析 Ⅰ．用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無(wú)紫色火焰（透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察），說(shuō)明沒(méi)有K⁺．
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液無(wú)明顯變化，說(shuō)明沒(méi)有Fe³⁺．
Ⅲ．另取溶液加入少量鹽酸，有無(wú)色氣體生成，該無(wú)色氣體遇空氣變成紅棕色，此時(shí)溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變，說(shuō)明 Fe²⁺與NO₃^-和H⁺反應(yīng)生成NO，即溶液中有Fe²⁺、NO₃^-，加鹽酸溶液中陰離子種類不變，說(shuō)明原溶液中有Cl^-，加鹽酸溶液依然澄清加鹽酸說(shuō)明沒(méi)有SiO₃^2-；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說(shuō)明有SO₄^2-；根據(jù)以上判斷分析．

解答 解：Ⅰ．用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無(wú)紫色火焰（透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察），說(shuō)明沒(méi)有K⁺．
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液無(wú)明顯變化，說(shuō)明沒(méi)有Fe³⁺．
Ⅲ．另取溶液加入少量鹽酸，有無(wú)色氣體生成，該無(wú)色氣體遇空氣變成紅棕色，此時(shí)溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變，說(shuō)明 Fe²⁺與NO₃^-和H⁺反應(yīng)生成NO，即溶液中有Fe²⁺、NO₃^-，加鹽酸溶液中陰離子種類不變，說(shuō)明原溶液中有Cl^-，加鹽酸溶液依然澄清加鹽酸說(shuō)明沒(méi)有SiO₃^2-；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說(shuō)明有SO₄^2-；
（1）由Ⅰ、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽(yáng)離子是K⁺、Fe³⁺，
故答案為：K⁺、Fe³⁺；
（2）NO₂氣體和水反應(yīng)得到的硝酸和一氧化氮，反應(yīng)為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；故答案為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；
（3）由以上推斷可知溶液中陰離子為 Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-，且各為0.1mol/L；已經(jīng)推斷出的陽(yáng)離子是Fe²⁺，其濃度為0.1mol/L，由電荷守恒可知溶液中還有一種+2價(jià)陽(yáng)離子，所以還有Cu²⁺，所以甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽(yáng)離子是：Fe²⁺、Cu²⁺；陰離子是：Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-；
故答案為：Fe²⁺、Cu²⁺；Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查離子的檢驗(yàn)，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力，注意把握離子的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷，難度不大．