Question

16．某強酸性溶液X中含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO${\;}_{3}^{2-}$、SO${\;}_{3}^{2-}$、SO${\;}_{4}^{2-}$、Cl^-、NO${\;}_{3}^{-}$中的一種或幾種，取該溶液進行連續實驗，實驗過程如下：

根據以上信息，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Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-
（2）寫出有關離子方程式：步驟①中生成A3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O步驟②生成沉淀I：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-
（3）假設A、F、I均為0.1mol，10mL X溶液中n（H+）=0.4mol，而沉淀C物質的量大于0，.7mol，則該溶液中A（填字母）Cl^-
A、一定含有　　B、一定不含
C、不能確定是否含有理由是因為肯定存在的離子構成的溶液正負電荷已守恒．又不能確定溶液中是否含有Fe³⁺，若含有Fe³⁺離子，同時含有Cl^-離子．

Answer 1

分析 在強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，不能確定的是否含有的離子Fe³⁺和Cl^-，以此解答（1）（2）兩小題，再結合電荷守恒解答（3）；

解答 解：（1）在強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NaOH和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^-，檢驗氯離子的方法是：取少量B溶液放在試管中，加入幾滴AgNO₃溶液，無白色沉淀說明無Cl^-，故一定含有的是Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-，不能確定的是Fe³⁺、Cl^-，確定Fe³⁺不存在，方法是向取少量溶液與試管中，加入KSCN溶液，若溶液不變紅色，則說明溶液中無Fe³⁺；
故答案為：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；
（2）①Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子，反應的離子方程式為3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，②H為NaOH和NaAlO₂混合物，通入過量二氧化碳后分別發生的反應為：CO₂+OH^-=HCO₃^-，AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故生成沉淀的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-； 故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）A、F、I均為0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，根據反應3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知亞鐵離子為0.03mol，根據溶液電中性可知：2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-），n（SO₄^2-）=$\frac{2×0.03mol+3×0.01mol+0.01mol+0.04mol}{2}$=0.07mol，當沉淀C物質的量＞0.07mol時一定含有Fe³⁺離子，同時含有Cl^-離子，故答案為：A；因為肯定存在的離子構成的溶液正負電荷已守恒．又不能確定溶液中是否含有Fe³⁺，若含有Fe³⁺離子，同時含有Cl^-離子．

點評 本題為考查離子組推斷題，題目具有一定難度，本題解答時一定要緊扣反應現象，推斷各離子存在的可能性，本題易錯點為（3）題，注意溶液電中性的利用．