Question

【題目】某無色透明溶液中只可能大量存在NH4+、Na+、Ag＋、Ba2+、MnO4－、Fe3+、CO32－、SO42－、NO3－中的幾種離子。從其中取兩份各100mL，進行如下實驗：

（1）不做任何實驗就可以肯定原溶液中不存在的兩種離子是_______、_______。

（2）取其中的一份進行實驗，加入過量氫氧化鈉溶液并加熱，生成氣體0.06mol。另取其中的一份加入過量Ba(NO3)2溶液，生成白色沉淀4.30 g，過濾，向沉淀中再加入過量稀鹽酸，沉淀部分消失，余下沉淀2.33 g。綜上所述說明原溶液中肯定存在的各離子濃度分別是（下面填寫要求：例如c(Na+)＝0.1 mol/L)

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

（3）題干中的MnO4－是化學中的典型強氧化劑，另外生活中常用到的草酸（H2C2O4）是二元弱酸且具有還原性，二者在酸性條件下反應：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4＝10CO2↑+2MnSO4+ K2SO4+8H2O，該反應中氧化產物是___________（填名稱），請寫出該離子方程式并用雙線橋標出電子轉移的方向與數目：________________________________________________________。

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）無色透明溶液中不能大量存在有色離子；

（2）分析原溶液中可能存在的離子，并結合關系式及元素守恒定量分析各離子的物質的量大小，進而得出相應的濃度大小；最后利用電荷守恒推出溶液中所含硝酸根離子濃度的范圍；

（3）根據氧化還原規律作答，化合價升高，被氧化得到的產物是氧化產物；根據化學方程式結合電子轉移情況利用雙線橋法分析作答。

（1）MnO4－在溶液中顯紫色，Fe3+在溶液中顯黃色，題設條件為無色透明溶液，則肯定原溶液中不存在的兩種離子是MnO4－、Fe3+，

故答案為：MnO4－；Fe3+；

（2）加入過量氫氧化鈉溶液并加熱，生成的氣體為氨氣，則n(NH3)=0.06mol，根據關系式可知，原溶液中的銨根離子的物質的量n(NH4+) = n(NH3)=0.06 mol，所以c(NH4+)＝ = 0.6 mol/L；取其中的一份加入過量Ba（NO3）2，生成白色沉淀4.30g，是碳酸鋇和硫酸鋇的混合物,一定含有CO32-、SO42-，一定不含H+、Ag+、Ba2+。經過濾，向沉淀中再加入過量稀鹽酸，沉淀部分消失，余下沉淀2.33g，因碳酸鋇溶于鹽酸但是硫酸鋇不溶，所以余下沉淀2.33g是硫酸鋇，其物質的量是 = 0.01 mol,即原溶液中含有硫酸根離子是0.01 mol,c(SO42-)＝ = 0.1 mol/L；碳酸鋇的質量則是4.30g2.33g=1.97g，故碳酸根物質的量為 = 0.01 mol，所以c(CO32-) = = 0.1 mol/L；根據電荷守恒可知溶液中必定還存在NO3,n(NO3)(0.060.01×2+0.01×2)= 0.02 mol,其濃度c(NO3) = 0.2 mol/L,

故答案為：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）在反應5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4＝10CO2↑+2MnSO4+ K2SO4+8H2O中，C元素由+3價升高為+4價，對應的產物二氧化碳為氧化產物，Mn元素由|+7價降低為+2價， 5×2則雙線橋標出反應電子轉移的方向和數目如下：，

故答案為：。