Question

【題目】有一無色透明強酸性溶液，可能含K+、NH4+、Al3+、Cu2+、Fe2+、SO42-、SiO32-、CO32-、NO3-等離子中的若干種，現做如下實驗：

①取少量該溶液，加入足量用稀硝酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

②另取①中上層澄清溶液，加入氫氧化鈉溶液，生成沉淀的物質的量隨NaOH溶液的體積變化的圖象如下所示。

請完成下列問題：

(1)原溶液中一定存在（H+、OH-不必寫出）___________，一定不存在________________，可能存在____________。

(2)原溶液中肯定含有的陽離子（H+除外）物質的量之比為________________。

(3)步驟①中若有氧化還原反應請寫出對應離子方程式（若無，填寫“無”）________________。

(4)若已知步驟②中最終形成1mol沉淀。現取原溶液加入足量的NaOH溶液，充分反應后過濾，洗滌，灼燒至恒重，得到的固體質量為 g。

Answer 1

【答案】(1) NH4+、Al3+、Fe2+、SO42-；Cu2+、SiO32-、CO32-、NO3- K+

(2) n(Al3+)：n(Fe2+)： n(NH4+)=1：1：2

(3)3Fe2+ + 4H+ + NO3- =3Fe3+ + NO↑+ 2H2O (4) 80

【解析】

試題分析：（1）無色透明溶液中不可以存在有色離子，所以Cu2+一定不存在，H2SiO3不溶于水，SiO32-不存在，CO32-不存在，①取少量該溶液，加入足量用稀硝酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，說明溶液中含有SO42-；②另取①中上層澄清溶液，加入氫氧化鈉溶液，根據生成沉淀的物質的量隨NaOH溶液的體積變化的圖象可知，生成沉淀后，沉淀部分溶解，一定含有Al3+，沒溶解的沉淀應該是Fe（OH）3沉淀，所以一定含有Fe2+，有一段時間消耗氫氧化鈉但是沉淀的量不增加說明含有NH4+，溶液中存在Fe2+說明一定沒有NO3-，K+可能存在，答案為：NH4+、Al3+、Fe2+、SO42- Cu2+、SiO32-、CO32-、NO3- K+；（2）一定含有的陽離子有NH4+、Al3+、Fe2+，其中亞鐵離子被硝酸氧化為鐵離子，根據產生的沉淀和消耗NaOH的量可知n(Al3+):n(Fe3+):n(NH4+)=1:1:2，答案為：1:1:2；（3）步驟①中涉及到的氧化還原反應是硝酸將亞鐵離子氧化為鐵離子，反應的離子方程式為：3Fe2+ + 4H+ + NO3- =3Fe3+ + NO↑+ 2H2O，答案為：3Fe2+ + 4H+ + NO3- =3Fe3+ + NO↑+ 2H2O；（4）步驟②中最終形成1mol氫氧化鐵沉淀，將氫氧化鐵灼燒得到的是氧化鐵的沉淀，根據鐵元素守恒，1mol氫氧化鐵的沉淀最終可以得到1.5mol氧化鐵，其質量為：1.5mol×160g/mol=80g，答案為：80g.