Question

【題目】某強酸性溶液X中可能含有Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32﹣、SO32﹣、SO42﹣、Cl﹣、NO3﹣中的一種或幾種，取該溶液進行連續(xù)實驗，實驗過程如下：

根據(jù)以上信息，回答下列問題：

（1）僅根據(jù)上述連續(xù)實驗不能確定溶液X中是否含有的陽、陰離子分別是 ，能證明該陰離子是否存在的簡單實驗操作為____ __。

（2）用離子方程表達下列反應(yīng)：

①中生成氣體A： ，②中生成溶液H： 。

（3）若②中所用氫氧化鈉濃度為2mol/L，當加入l0ml時開始產(chǎn)生沉淀，55ml時沉淀的量達到最大值0.03mol，繼續(xù)滴加沉淀的量保持不變，隨后再滴加沉淀部分溶解，到60ml時沉淀的量降為0.025mol且保持不變，則原溶液中c（Fe2+）為 mol/L、c（Fe3+）為 mol/L、c（Cl﹣）為 mol/L．（若有些離子不存在，請?zhí)?mol/L）

Answer 1

【答案】（1）Fe3+、Cl﹣；取少量廢水試樣，滴加足量的Ba（NO3）2溶液，靜置，取上層清液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則存在Cl﹣，若無白色沉淀產(chǎn)生，則不存在 ）

（2）① 3Fe2++4H++NO3﹣=3Fe3++NO↑+2H2O ②Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O ．

（3）0.15；0.1；0.4

【解析】

試題分析：根據(jù)題給信息知溶液呈強酸性，強酸性溶液中氫離子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，與亞硫酸根反應(yīng)生成二氧化硫和水，所以一定不會存在CO32-和SO32-離子；加入過量硝酸鋇生成沉淀，鋇離子和硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，說明一定含有SO42-，根據(jù)硫酸鋇的質(zhì)量可以計算硫酸根離子的物質(zhì)的量為0.04mol，濃度是=0.4mol/L，含有SO42-離子就一定不含Ba2+離子；氣體A連續(xù)氧化生成D和E，則A為NO，D為NO2，E為HNO3，說明溶液中含有還原性離子，一定為Fe2+，則在酸性條件下一定不含NO3-離子；溶液B中加入過量NaOH溶液，生成氣體F，則F為NH3，說明溶液中含有NH4+；溶液B中還有鐵離子，加入氫氧化鈉溶液生成紅褐色沉淀氫氧化鐵。由于溶液中一定含有亞鐵離子，亞鐵離子被氧化可以生成鐵離子，所以原溶液中不一定含有鐵離子；溶液H中通入CO2氣體，生成沉淀K，則K為Al(OH)3，這說明溶液H中含有偏鋁酸鈉，所以原溶液中含有鋁離子，與過量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，綜上所述原溶液中一定含有Al3+、NH4+、Fe2+ 、SO42﹣，一定不含Ba2+、CO32﹣、SO32﹣、NO3﹣，不能確定的為Fe3+和Cl－，據(jù)此作答。因此轉(zhuǎn)化④中產(chǎn)生H的離子方程式為Al3++4OHˉ＝AlO2ˉ+2H2O。

（1）僅根據(jù)上述連續(xù)實驗不能確定溶液X中是否含有的陽、陰離子分別是Fe3+、Cl﹣，溶液中一定含有SO42—，檢驗該溶液中是否含有Cl－，應(yīng)防止硫酸根的干擾，能證明Cl－是否存在的簡單實驗操作為取少量廢水試樣，滴加足量的Ba（NO3）2溶液，靜置，取上層清液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則存在Cl﹣，若無白色沉淀產(chǎn)生，則不存在 。

（2）①中Fe2＋和H＋、NO3—反應(yīng)生成Fe3＋和NO，離子方程式為3Fe2++4H++NO3﹣=3Fe3++NO↑+2H2O，②中鋁離子與過量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，離子方程式為Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O。

（3）根據(jù)反應(yīng)：3Fe2++4H++NO3﹣=3Fe3++NO↑+2H2O 知生成標準狀況下112Mlno,物質(zhì)的量為0.005mol，F(xiàn)e2+的物質(zhì)的量是0.015mol，所以原溶液中c（Fe2+）=0.15mol/L，加入氫氧化鈉是60ml時，沉淀的量降為0.025mol，即氫氧化鐵的物質(zhì)的量是0.025mol，根據(jù)鐵元素守恒，所以Fe3+的物質(zhì)的量是0.01mol，所以原溶液中c（Fe3+）0.1mol/L，硫酸根離子濃度是0.4mol/L，NH4+離子物質(zhì)的量是0.005mol，濃度是0.05mol/L，Al3+的物質(zhì)的量是0.005mol，濃度是0.05mol/L，根據(jù)電荷守恒知2c（Fe2+）+3c（Fe3+）+3c（Al3+）+c（NH4+）=（2×0.15+3×0.1+3×0.05+0.05）mol/L=0.8mol/L，2c（SO42-）=0.8mol/L，所以c（Cl-）為0。