Question

【题目】某无色透明溶液中只可能大量存在NH4+、Na+、Ag＋、Ba2+、MnO4－、Fe3+、CO32－、SO42－、NO3－中的几种离子。从其中取两份各100mL，进行如下实验：

（1）不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的两种离子是_______、_______。

（2）取其中的一份进行实验，加入过量氢氧化钠溶液并加热，生成气体0.06mol。另取其中的一份加入过量Ba(NO3)2溶液，生成白色沉淀4.30 g，过滤，向沉淀中再加入过量稀盐酸，沉淀部分消失，余下沉淀2.33 g。综上所述说明原溶液中肯定存在的各离子浓度分别是（下面填写要求：例如c(Na+)＝0.1 mol/L)

_____________、____________、____________、_____________（此空可以不填完）

（3）题干中的MnO4－是化学中的典型强氧化剂，另外生活中常用到的草酸（H2C2O4）是二元弱酸且具有还原性，二者在酸性条件下反应：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4＝10CO2↑+2MnSO4+ K2SO4+8H2O，该反应中氧化产物是___________（填名称），请写出该离子方程式并用双线桥标出电子转移的方向与数目：________________________________________________________。

Answer 1

【答案】MnO4－ Fe3+ c(NH4+)＝0.6 mol/L c(SO42-)＝0.1 mol/L c(CO32-)＝0.1 mol/L c(NO3-)≥0.2 mol/L 二氧化碳

【解析】

（1）无色透明溶液中不能大量存在有色离子；

（2）分析原溶液中可能存在的离子，并结合关系式及元素守恒定量分析各离子的物质的量大小，进而得出相应的浓度大小；最后利用电荷守恒推出溶液中所含硝酸根离子浓度的范围；

（3）根据氧化还原规律作答，化合价升高，被氧化得到的产物是氧化产物；根据化学方程式结合电子转移情况利用双线桥法分析作答。

（1）MnO4－在溶液中显紫色，Fe3+在溶液中显黄色，题设条件为无色透明溶液，则肯定原溶液中不存在的两种离子是MnO4－、Fe3+，

故答案为：MnO4－；Fe3+；

（2）加入过量氢氧化钠溶液并加热，生成的气体为氨气，则n(NH3)=0.06mol，根据关系式可知，原溶液中的铵根离子的物质的量n(NH4+) = n(NH3)=0.06 mol，所以c(NH4+)＝ = 0.6 mol/L；取其中的一份加入过量Ba（NO3）2，生成白色沉淀4.30g，是碳酸钡和硫酸钡的混合物,一定含有CO32-、SO42-，一定不含H+、Ag+、Ba2+。经过滤，向沉淀中再加入过量稀盐酸，沉淀部分消失，余下沉淀2.33g，因碳酸钡溶于盐酸但是硫酸钡不溶，所以余下沉淀2.33g是硫酸钡，其物质的量是 = 0.01 mol,即原溶液中含有硫酸根离子是0.01 mol,c(SO42-)＝ = 0.1 mol/L；碳酸钡的质量则是4.30g2.33g=1.97g，故碳酸根物质的量为 = 0.01 mol，所以c(CO32-) = = 0.1 mol/L；根据电荷守恒可知溶液中必定还存在NO3,n(NO3)(0.060.01×2+0.01×2)= 0.02 mol,其浓度c(NO3) = 0.2 mol/L,

故答案为：c(NH4+)＝0.6 mol/L；c(SO42-)＝0.1 mol/L；c(CO32-)＝0.1 mol/L；c(NO3-)≥0.2 mol/L；

（3）在反应5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4＝10CO2↑+2MnSO4+ K2SO4+8H2O中，C元素由+3价升高为+4价，对应的产物二氧化碳为氧化产物，Mn元素由|+7价降低为+2价， 5×2则双线桥标出反应电子转移的方向和数目如下：，

故答案为：。