Question

【題目】某工業廢水中僅含下表離子中的5種(不考慮水的電離及離子的水解)，且各種離子的物質的量濃度相等，均為0.1 mol·L－1。

陽離子	K＋、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、Fe2＋
陰離子	Cl－、CO32—、NO3—、SO42—、SiO32—

某同學欲探究廢水的組成，進行了如下實驗：

①用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰(透過藍色鈷玻璃觀察)。

②取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化。

③另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變。

④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

請推斷：

(1)由①、②、③判斷，溶液中一定不含有的陽離子是_______，一定不含有的陰離子是_______(寫離子符號)。

(2)③中加入少量鹽酸生成無色氣體的離子方程式是______，④中生成白色沉淀的離子方程式是______。

(3)寫出紅棕色氣體與水反應的的離子方程式 __________。

(4)該同學最終確定原溶液中所含陽離子是______，陰離子是_____(寫離子符號）。

Answer 1

【答案】K+、Fe3+ CO32-、SiO32- 3Fe2++ NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O SO42-+Ba2+= BaSO4↓ 3NO2+H2O═2HNO3+NO Fe2+、Mg2＋ Cl、NO3、SO42

【解析】

① 用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰(透過藍色鈷玻璃觀察) ，說明沒有K+。

② 取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化，說明沒有Fe3+。

③ 另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變。說明Fe2+與NO3- 和H+反應生成NO，即溶液中有Fe2+、NO3，故CO32-不存在，加鹽酸溶液中陰離子種類不變，說明原溶液中有Cl，加鹽酸溶液依然澄清加鹽酸說明沒有SiO32-；

④ 向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，說明有SO42-。

(1)結合上述分析由①、②、③判斷，溶液中一定不含有的陽離子是K+、Fe3+，一定不含有的陰離子是CO32-、SiO32- (寫離子符號)。

答案為：K+、Fe3+；CO32-、SiO32-

(2)③中加入少量鹽酸生成無色氣體，是Fe2+與NO3-和H+反應生成NO，其離子方程式：3Fe2++ NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O；④中生成白色沉淀，是硫酸根離子和鋇離子反應生成硫酸鋇沉淀，離子方程式是SO42-+Ba2+= BaSO4↓；

故答案為：3Fe2++ NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O；SO42-+Ba2+= BaSO4↓；

(3)紅棕色氣體為二氧化氮，通入水中，與水反應生成NO，氣體變無色，所發生的化學方程式為3NO2+H2O═2HNO3+NO，

故答案為：3NO2+H2O═2HNO3+NO；

(4) 由以上推斷可知溶液中陰離子為Cl、NO3、SO42，且各為0.1mol/L；已經推斷出的陽離子是Fe2+，其濃度為0.1mol/L，由電荷守恒可知溶液中還有一種+2價陽離子，所以還有Mg2＋，所以甲同學最終確定原溶液中所含陽離子是：Fe2+、Mg2＋；陰離子是：Cl、NO3、SO42；

答案為：Fe2+、Mg2＋；Cl、NO3、SO42。