Question

18．某强酸性的稀溶液X中含有NH₄⁺，Al³⁺，Fe²⁺，CO₃^2-，SO₄^2-，Cl^-，NO₃^-中的一种或几种，取该溶液进行如下实验．

请完成下列问题
（1）沉淀C的化学式为BaSO₄
（2）溶液X中一定不存在Ba²⁺、NO₃^-、CO₃^2-（用离子符号表示，下同），不能确定是否存在的离子是Cl^-
（3）写出上述实验中生成气体A的离子反应方程式3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，若溶液X的体积为100mL，上述反应产生标况下112mL气体A，则溶液X中发生该反应的离子（非H⁺）的物质的量的浓度0.15mol•L^-1．
（4）写出上述实验中生成沉淀H的离子反应方程式AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

Answer 1

分析 在强酸性溶液中一定不会存在CO₃^2-离子；加入过量硝酸钡生成沉淀，则该沉淀B为BaSO₄，说明溶液中含有SO₄^2-离子，生成气体A，A为NO，溶液中含有还原性离子，则一定为Fe²⁺离子，则一定不含NO₃^-，溶液B中加入过量NaOH溶液，沉淀F只能为Fe（OH）₃，生成气体D，则D为NH₃，说明溶液中含有NH₄⁺离子；溶液E中通入CO₂气体，生成沉淀H，则H为Al（OH）₃，E为NaOH和NaAlO₂，说明溶液中含有Al³⁺离子，再根据离子共存知识，溶液中含有Fe²⁺离子，不能确定是否含有的离子Cl^-，以此进行解答．

解答 解：在强酸性溶液中一定不会存在CO₃^2-离子；加入过量硝酸钡生成沉淀，则该沉淀B为BaSO₄，说明溶液中含有SO₄^2-离子，生成气体A，A为NO，溶液中含有还原性离子，则一定为Fe²⁺离子，则一定不含NO₃^-，溶液B中加入过量NaOH溶液，沉淀F只能为Fe（OH）₃，生成气体D，则D为NH₃，说明溶液中含有NH₄⁺离子；溶液E中通入CO₂气体，生成沉淀H，则H为Al（OH）₃，E为NaOH和NaAlO₂，说明溶液中含有Al³⁺离子，再根据离子共存知识，溶液中含有Fe²⁺离子，不能确定是否含有的离子Cl^-，
（1）由以上分析可知沉淀C为BaSO₄，故答案为：BaSO₄；
（2）一定不存在的离子为Ba²⁺、NO₃^-、CO₃^2-，不能确定的离子为Cl^-，故答案为：Ba²⁺、NO₃^-、CO₃^2-；Cl^-；
（3）A为NO，反应的离子方程式为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，
故答案为：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；0.15mol•L^-1；
（4）H为Al（OH）₃，反应的离子方程式为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

点评 本题考查了常见阴阳离子的检验、无机推断，题目难度中等，注意掌握常见离子的性质及检验方法，（3）为难点、易错点，试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．