Question

18．某強酸性的稀溶液X中含有NH₄⁺，Al³⁺，Fe²⁺，CO₃^2-，SO₄^2-，Cl^-，NO₃^-中的一種或幾種，取該溶液進行如下實驗．

請完成下列問題
（1）沉淀C的化學式為BaSO₄
（2）溶液X中一定不存在Ba²⁺、NO₃^-、CO₃^2-（用離子符號表示，下同），不能確定是否存在的離子是Cl^-
（3）寫出上述實驗中生成氣體A的離子反應方程式3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，若溶液X的體積為100mL，上述反應產生標況下112mL氣體A，則溶液X中發生該反應的離子（非H⁺）的物質的量的濃度0.15mol•L^-1．
（4）寫出上述實驗中生成沉淀H的離子反應方程式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-離子；加入過量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀B為BaSO₄，說明溶液中含有SO₄^2-離子，生成氣體A，A為NO，溶液中含有還原性離子，則一定為Fe²⁺離子，則一定不含NO₃^-，溶液B中加入過量NaOH溶液，沉淀F只能為Fe（OH）₃，生成氣體D，則D為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺離子；溶液E中通入CO₂氣體，生成沉淀H，則H為Al（OH）₃，E為NaOH和NaAlO₂，說明溶液中含有Al³⁺離子，再根據離子共存知識，溶液中含有Fe²⁺離子，不能確定是否含有的離子Cl^-，以此進行解答．

解答 解：在強酸性溶液中一定不會存在CO₃^2-離子；加入過量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀B為BaSO₄，說明溶液中含有SO₄^2-離子，生成氣體A，A為NO，溶液中含有還原性離子，則一定為Fe²⁺離子，則一定不含NO₃^-，溶液B中加入過量NaOH溶液，沉淀F只能為Fe（OH）₃，生成氣體D，則D為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺離子；溶液E中通入CO₂氣體，生成沉淀H，則H為Al（OH）₃，E為NaOH和NaAlO₂，說明溶液中含有Al³⁺離子，再根據離子共存知識，溶液中含有Fe²⁺離子，不能確定是否含有的離子Cl^-，
（1）由以上分析可知沉淀C為BaSO₄，故答案為：BaSO₄；
（2）一定不存在的離子為Ba²⁺、NO₃^-、CO₃^2-，不能確定的離子為Cl^-，故答案為：Ba²⁺、NO₃^-、CO₃^2-；Cl^-；
（3）A為NO，反應的離子方程式為3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，n（NO）=$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol，由方程式可知，n（Fe²⁺）=0.015mol，
c（Fe²⁺）=$\frac{0.015mol}{0.1L}$=0.15mol/L，
故答案為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；0.15mol•L^-1；
（4）H為Al（OH）₃，反應的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

點評 本題考查了常見陰陽離子的檢驗、無機推斷，題目難度中等，注意掌握常見離子的性質及檢驗方法，（3）為難點、易錯點，試題充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．