Question

某100mL溶液中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各离子的物质的量均为0.1mol．

阴离子	SO42-、NO3-、Cl-
阳离子	Fe3+、Fe2+、NH4+、Cu2+、Al3+

①若向原溶液中加入KSCN溶液，无明显变化．
②若向原溶液中加入过量的盐酸，有气体生成，溶液中阴离子种类不变．
③若向原溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
试回答下列问题：
（1）原溶液中所含阳离子是（写离子符号，后同）______，阴离子是______；
（2）若向原溶液中先加入少量盐酸，再滴入KSCN溶液，实验中所发生反应的离子方程式是______，______；
（3）若向原溶液中加入足量NaOH溶液，充分反应后静置一段时间，过滤、洗涤、灼烧，最终所得固体的质量是______；
（4）向原溶液中加入足量盐酸后，用排水法收集所产生的气体并使气体恰好充满容器，仍将容器倒置于水槽中，再向容器中通入______ mL O₂（气体体积均指标准状况），能使溶液充满该容器．

Answer 1

解：（1）若向溶液中加入KSCN溶液，无明显变化，说明原溶液中不含Fe³⁺；若向溶液中加入过量的盐酸，有气体生成，溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中含有Cl^-，该气体只能是NO，说明含有具有氧化性的NO₃^-和还原性的Fe²⁺，若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有SO₄^2-，各离子的物质的量均为0.1mol，根据电荷守恒可知还应含有Cu²⁺，所以原溶液中所含阳离子是Fe²⁺、Cu²⁺；阴离子是NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-，
故答案为：Fe²⁺、Cu²⁺；NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-；
（2）加入盐酸，具有氧化性的NO₃^-和还原性的Fe²⁺发生氧化还原反应，反应的离子方程式为3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，再滴入KSCN溶液，变血红色；反应的离子方程式为：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃
故答案为：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃
（3）原溶液中所含阳离子是Fe²⁺、Cu²⁺，若向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体是CuO、Fe₂O₃，根据题意各离子的物质的量均为0.1mol可知m（CuO）=0.1mol×80g/mol=8g，m（Fe₂O₃）=×0.1mol×160g/mol=8g，所得固体的质量为8g+8g=16g，
故答案为：16g；
（4）3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O
3mol 1mol 1mol
0.1mol n（NO）
n（NO）=mol，
4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃
4mol 3mol 4mol
mol n（O₂） n（HNO₃）
n（O₂）=mol×=mol，
V（O₂）=mol×22.4×1000mL/mol=560mL，
故答案为：560；
分析：若向溶液中加入KSCN溶液，无明显变化，说明原溶液中不含Fe³⁺；若向溶液中加入过量的盐酸，有气体生成，溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中含有Cl^-，该气体只能是NO，说明含有具有氧化性的NO₃^-和还原性的Fe²⁺，若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有SO₄^2-，各离子的物质的量均为0.1mol，根据电荷守恒可知还应含有Cu²⁺，若向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体是氧化铁和氧化铜，根据铁原子、铜原子守恒计算固体质量，根据反应3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O的离子方程式计算相关物理量．
点评：本题考查物质的检验、鉴别以及方程式的有关计算，题目难度中等，解答本题的关键是把握有关反应的化学方程式的书写．