Question

某强酸性溶液X可能含有Ba²⁺、A1³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、C1^-、NO₃^-中的一种或几种，取该溶液进行连续实验，实验过程如下：

根据以上信息，回答下列问题：
（1）气体F为                  
（2）上述离子中，溶液X中除H⁺外还肯定含有的离子是                    ，不能确定是否含有的离子是                                ．
（3）写出生成A的离子方程式：                                               
（4）通常可以利用KClO在碱性条件下氧化G来制备一种新型、高效、多功能水处理剂K₂FeO₄．请写出制备过程中的离子方程式                                      ．
（5）假设测定A、F、I均为0.1mol，100mL X溶液中n（H⁺）=0.4mol，且不能确定的离子只有一种。当X溶液中不能确定的离子是        ，则沉淀C的物质的量为          

Answer 1

（1）NH₃    （1分）
（2）Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；   （1分）    Fe³⁺、Cl^－  （1分）
（3）3Fe^2＋+NO₃^－+4H^＋＝3Fe³⁺+NO↑+2H₂O                  （2分）
（4）3ClO^—+2Fe（OH）₃+4OH^—=3Cl^—+2FeO₄^2—+5H₂O  （2分）
（5）Fe³⁺， （1分） 大于0.7mol （1分）或Cl^－  小于 0.7mol  

试题分析：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中通入过量的CO₂气体，生成沉淀I，则I为Al（OH）₃，H为NaOH和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，含有SO₄^2-离子就一定不含Ba²⁺离子，不能确定是否含有的离子Fe³⁺和Cl^-，故答案为：（1）气体F为NH₃；（2）Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；Fe³⁺、Cl^-；（3）Fe²⁺离子被氧化为Fe³⁺离子，同时生成NO，反应的离子方程式为3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
（4）根据题意反应方程式为：3ClO^—+2Fe（OH）₃+4OH^—=3Cl^—+2FeO₄^2—+5H₂O
（4）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⁺离子为0.03mol，根据溶液电中性可知：2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-），
n（SO₄^2-）=  =0.07mol，当沉淀C物质的量＞0.07mol时一定含有Fe³⁺离子，反之，含有Cl^-离子，故答案为：大于0.07mol，Fe³⁺（或者小于0.07mol，Cl^-）