Question

2．某溶液X含有H⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-中的一种或几种，取该溶液进行实验，实验内容和相关数据（气体体积在标准状况下测定）如下：
（1）通过上述实验过程，一定不存在的离子是CO₃^2-、SO₃^2-、NO₃^-．
（2）写出有关离子方程式：步骤①中生成A3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（3）假设测定A、F、I均为0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，而沉淀C物质的量0.07mol，能说明不能确定的阴离子存在的理由是若检验Fe³⁺肯定存在时，就有Cl^-存在，因肯定存在的离子电荷总数已相等．

Answer 1

分析 在强酸性溶液中一定不会存在CO₃^2-和SO₃^2-离子，加入过量硝酸钡生成沉淀，则该沉淀为BaSO₄沉淀，说明溶液中含有SO₄^2-离子，生成气体A，A连续氧化生成D和E，则A为NO，D为NO₂，E为HNO₃，说明溶液中含有还原性离子，一定为Fe²⁺离子，溶液B中加入过量NaOH溶液，生成气体F，则F为NH₃，说明溶液中含有NH₄⁺离子，溶液H中溶于CO₂气体，生成沉淀I，则I为Al（OH）₃，H为NaAlO₂，说明溶液中含有Al³⁺离子，溶液中含有Fe²⁺离子，就一定不含NO₃^-离子，不能确定是否含有的离子Fe³⁺和Cl^-，以此解答．

解答 解：在强酸性溶液中一定不会存在CO₃^2-和SO₃^2-离子，加入过量硝酸钡生成沉淀，则该沉淀为BaSO₄沉淀，说明溶液中含有SO₄^2-离子，生成气体A，A连续氧化生成D和E，则A为NO，D为NO₂，E为HNO₃，说明溶液中含有还原性离子，一定为Fe²⁺离子，溶液B中加入过量NaOH溶液，生成气体F，则F为NH₃，说明溶液中含有NH₄⁺离子，溶液H中溶于CO₂气体，生成沉淀I，则I为Al（OH）₃，H为NaAlO₂，说明溶液中含有Al³⁺离子，溶液中含有Fe²⁺离子，就一定不含NO₃^-离子，不能确定是否含有的离子Fe³⁺和Cl^-，
（1）由以上分析可知一定不存在CO₃^2-、SO₃^2-、NO₃^-，故答案为：CO₃^2-、SO₃^2-、NO₃^-；
（2）①Fe²⁺离子被氧化为Fe³⁺离子，反应的离子方程式为3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）A、F、I均为0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，根据反应3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知Fe²⁺物质的量为0.03mol； 溶液中正电荷为：2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）+n（H⁺）=2×0.03mol+3×0.01mol+0.01mol+0.04mol=0.14mol；沉淀C为硫酸钡，其物质的量0.07mol，n（SO₄^2-）=0.07mol，硫酸根离子所带的负电荷为：0.07mol×2=0.14mol，说明溶液中正负电荷相等，所以若检验Fe³⁺肯定存在时，就有Cl^-存在，因肯定存在的离子电荷总数已相等，
故答案为：若检验Fe³⁺肯定存在时，就有Cl^-存在，因肯定存在的离子电荷总数已相等．

点评 本题考查无机物的推断，根据物质间发生反应的特殊现象结合离子共存来分析解答，熟悉物质的性质是解本题关键，根据溶液和硝酸钡反应生成气体确定溶液中存在亚铁离子，为解答本题的易错点，熟练掌握离子共存的条件，灵活运用知识解答，题目难度中等．