Question

18．Ⅰ．有一瓶澄清溶液，可能含有NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、NO₃^-、Cl^-、I^-现进行如下实验：
①测知溶液显强酸性；②取样加少量CCl₄和数滴新制氯水，CCl₄层为紫红色；
③另取样滴加稀NaOH溶液，使溶液变为碱性，此过程中均无沉淀生成；
④取少量上述碱性溶液，加Na₂CO₃溶液出现白色沉淀；
⑤将实验③中的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿红色石蕊试纸变蓝．
请回答：（1）原溶液中肯定存在的离子是I^-、Ba²⁺、NH₄⁺
（2）不能确定是否存在的离子是K⁺、Cl^-
Ⅱ．氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程．下面是一个还原过程的反应式：NO₃^-+4H⁺+3e^-→NO↑+2H₂O其中KMnO₄、Na₂CO₃、Cu₂O、Fe₂（SO₄）₃四种物质中的一种物质（甲）能使上述还原过程发生．
（1）写出并配平该氧化还原反应的方程式14HNO₃+3Cu₂O=6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O．
（2）反应中硝酸体现了酸性、氧化性的性质．
（3）反应中若产生0.2mol气体，则转移电子的数目是0.6N_A或3.612×10²³．
（4）若1mol甲与某浓度硝酸反应时，被还原硝酸的物质的量增加，原因是使用了较浓的硝酸，产物中有部分二氧化氮生成．

Answer 1

分析 I．由实验①溶液呈酸性，一定含H⁺，则不含CO₃^2-；
由实验②加入少量CCl₄及数滴新制氯水，经振荡后CCl₄层呈紫红色，说明溶液中一定含有I^-，而I^-与Fe³⁺、NO₃^-和H⁺能发生氧化还原反应，而不能共存，说明溶液中肯定不含有Fe³⁺、NO₃^-；
由实验③加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，溶液均无沉淀，可知不含Mg²⁺、Al³⁺；
由实验④另取部分上述碱性溶液加Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，沉淀为碳酸钡，可知一定含有Ba²⁺，不含CO₃^2-、SO₄^2-；
由⑤将实验③中的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿红色石蕊试纸变蓝，可知气体为氨气，原溶液中一定含NH₄⁺，不能确定是否含K⁺、Cl^-；
II．KMnO₄、Na₂CO₃、Cu₂O、Fe₂（SO₄）₃四种物质中，只有Cu₂O具有还原性，与硝酸发生14HNO₃+3Cu₂O=6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O，反应中Cu元素化合价由+1价升高到+2价，N元素化合价由+5价降低到+2价，以此来解答．

解答 解：Ⅰ．（1）由上述分析可知，一定含I^-、Ba²⁺、NH₄⁺，一定不含Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、NO₃^-，
故答案为：I^-、Ba²⁺、NH₄⁺；
（2）上述实验不能确定是否含K⁺、Cl^-，
故答案为：K⁺、Cl^-；
Ⅱ．（1）要使硝酸根离子发生还原反应，则需要加入还原剂，KMnO₄、Na₂CO₃、Cu₂O、Fe₂（SO₄）₃四种物质中KMnO₄、Fe₂（SO₄）₃具有强氧化性，Na₂CO₃没有氧化性和还原性，Cu₂O有还原性，所以能使硝酸根离子发生还原反应的是Cu₂O，二者反应生成硝酸铜、NO和水，反应方程式为14HNO₃+3Cu₂O=6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O，
故答案为：14HNO₃+3Cu₂O=6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O；
（2）生成硝酸铜体现酸性，生成NO体现硝酸的强氧化性，故答案为：酸性、氧化性；
（3）反应中若产生0.2mol气体，则转移电子的数为0.2mol×（5-2）×N_A/mol=0.6 N_A或3.612×10²³，
故答案为：0.6 N_A或3.612×10²³；
（4）若1mol甲与某浓度硝酸反应时，被还原硝酸的物质的量增加，原因是使用了较浓的硝酸，产物中有部分二氧化氮生成，
故答案为：使用了较浓的硝酸，产物中有部分二氧化氮生成．

点评 本题考查离子推断及氧化还原反应，为高频考点，把握离子之间的反应、物质的性质、实验技能为解答的关键，侧重分析与推断、实验能力的考查，综合性较强，题目难度不大．