Question

5．某溶液M能使紫色石蕊試液變紅色，其中可能含有CO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-、SiO₃^2-、[Al（OH）₄]^-、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、Al³⁺中的一種或幾種離子，取溶液進行連續實驗，能實現如圖轉化：

依據以上信息，回答下列問題：
（1）上述離子中，溶液M中一定沒有的是：SO₄^2-、Al³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺；肯定含有的是：SO₄^2-、Al³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺．對不能確定是否存在的離子，選擇下列試劑中的一種加入M溶液中，根據現象就可判斷，則該試劑是：C（填序號）．
a．NaOH溶液  b．石蕊試劑    c．KSCN溶液  d．KMnO₄溶液
（2）氣體F的電子式為：，沉淀C的化學式為：BaSO₄，沉淀G的化學式為：Fe（OH）₃．
（3）步驟③反應的化學方程式為4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；步驟⑦發生反應的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

Answer 1

分析 在強酸性溶液中一定不會存在CO₃^2-、SiO₃^2-和[Al（OH）₄]^-離子，加入過量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀C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，強酸性溶液中就一定不含NO₃^-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K，則K為Al（OH）₃，L為NaAlO₂，說明溶液中含有Al³⁺離子，不能確定是否含有的離子Fe³⁺，檢驗用硫氰化鉀溶液，據此分析．

解答 解：（1）在強酸性溶液中氫離子和碳酸根離子反應生成二氧化碳和水，硅酸根離子和氫離子反應生成硅酸沉淀，與[Al（OH）₄]^-生成氫氧化鋁或者鋁離子，所以一定不會存在CO₃^2-、SiO₃^2-和[Al（OH）₄]^-離子；
加入過量硝酸鋇生成沉淀，鋇離子和硫酸根離子反應生成硫酸鋇沉淀，說明一定含有SO₄^2-，含有SO₄^2-離子就一定不含Ba²⁺離子；
氣體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⁺，一定不含NO₃^-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⁺；
溶液H中溶于CO₂氣體，生成沉淀K，則K為Al（OH）₃，L為NaOH和NaAlO₂，說明溶液中含有Al³⁺；
不能確定是否含有的離子Fe³⁺，檢驗用硫氰化鉀溶液，取少量X溶液放在試管中，加入幾滴KSCN，溶液變紅色說明有Fe³⁺，反之無 Fe³⁺；
故答案為：CO₃^2-、SiO₃^2-、Ba²⁺、NO₃^-、[Al（OH）₄]^-；SO₄^2-、Al³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺；C；
（2）溶液B中加入過量NaOH溶液，生成氣體F，NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O，氨氣的電子式為；加入過量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀C為BaSO₄沉淀；Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺，加入NaOH溶液后生成Fe（OH）₃，故答案為：；BaSO₄；Fe（OH）₃；
（3）步驟③二氧化氮與氧氣和水反應生成硝酸，反應的化學方程式為4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，⑦中生成沉淀K的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案為：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

點評 本題主要考查了根據實驗現象判斷離子共存，關鍵要掌握根據實驗現象判斷存在的離子，排除與該離子反應的離子，題目難度中等．