Question

某強(qiáng)酸性溶液X可能含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄²、Cl、NO₃^-中的一種或幾種，取該溶液進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程如下：

根據(jù)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是

 

，若要確定該離子（若不止一種，可任選一種）溶液X中不 存在，最可靠的化學(xué)方法是

 

（2）沉淀I的化學(xué)式為

 

（3）寫出反應(yīng)①生成A的離子方程式

 

（4）通常可以利用KClO在一定條件下氧化C來制備一種新型、高效、多功能水處理劑K2FeO4，請寫出制備過程中的離子方程式

 

（5）假設(shè)測得A、F、I均為0.10mol，10mLX溶液n（H⁺）=0.45mol，沉淀C物質(zhì)的量為0.75mol，則溶液X中還一定含

 

，其物質(zhì)的量為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：無機(jī)物的推斷,常見離子的檢驗(yàn)方法

專題：離子反應(yīng)專題

分析：強(qiáng)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(xù)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^-，以此來解答．

解答： 解：強(qiáng)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(xù)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^-，
（1）由上述分析可知，一定含有Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-，可能含F(xiàn)e³⁺、Cl^-，若要確定該離子在溶液X中不存在，最可靠的化學(xué)方法是取原溶液少量于試管中，滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀則證明存在Cl^-，或取原溶液少量于試管中，滴加KSCN溶液，若變紅，則證明存在Fe³⁺（寫出一種即可），
故答案為：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；Fe³⁺、Cl^-；取原溶液少量于試管中，滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀則證明存在Cl^-，或取原溶液少量于試管中，滴加KSCN溶液，若變紅，則證明存在Fe³⁺（寫出一種即可）；  
（2）根據(jù)上面的分析可知，I為Al（OH）₃，
故答案為：Al（OH）₃；
（3）反應(yīng)①生成A的離子方程式為3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子，加入NaOH溶液后生成G：Fe（OH）₃，和次氯酸反應(yīng)獲得高鐵酸鉀的方程式為3ClO^-+2Fe（OH）₃+4OH^-═3Cl^-+2FeO₄^2-+5H₂O，
故答案為：3ClO^-+2Fe（OH）₃+4OH^-═3Cl^-+2FeO₄^2-+5H₂O；
（5）A、F、I均為0.1mol，10mLX溶液中n（H⁺）=0.45mol，根據(jù)反應(yīng)3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知亞鐵離子為0.3mol，根據(jù)溶液電中性可知：n（H⁺）+2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-），n（SO₄^2-）=

0.45+2×0.3+3×0.1+0.1

2

=0.725mol，當(dāng)沉淀C物質(zhì)的量為0.75mol時(shí)一定含有Fe³⁺離子，另外溶液中還可能含有Cl^-離子，所以其物質(zhì)的量為≥（0.75-0.725）×

2

3

=

0.05

3

，
故答案為：Fe³⁺；≥

0.05

3

．

點(diǎn)評：本題考查離子組推斷題，題目具有一定難度，本題解答時(shí)一定要緊扣反應(yīng)現(xiàn)象，推斷各離子存在的可能性，本題易錯點(diǎn)為（5）題，注意溶液電中性的利用．