Question

【题目】某强酸性溶液X可能含有Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32﹣、SO32﹣、SO42﹣、Cl﹣、NO3﹣一种或几种，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）仅根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有的阳、阴离子分别是________________。为证明该阴离子是否存在，需要加入试剂__________________________（写化学式）。

（2）用离子方程表达下列反应：

①中生成气体A：_____________________________________________。

②中生成溶液H：_______________________________________。

（3）若②中所用氢氧化钠浓度为2mol/L，当加入l0ml时开始产生沉淀，55ml时沉淀的量达到最大值0.03mol，继续滴加沉淀的量保持不变，随后再滴加沉淀部分溶解，到60ml时沉淀的量降为0.025mol且保持不变，则原溶液中c(Fe2+)为________mol/L、c(Cl﹣)为_____mol/L。(若离子不存在，请填0mol/L)

Answer 1

【答案】Fe3+、Cl—Ba(NO3)2 HNO3 AgNO33Fe2++4H++NO3﹣=3Fe3++NO↑+2H2OAl3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O0.150

【解析】

在强酸性溶液中一定不会存在CO32-和SO32-离子；加入过量硝酸钡生成沉淀，则该沉淀为BaSO4沉淀，则溶液中含有SO42-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；生成NO说明X溶液中含有还原性离子，则还原性离子为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CO2气体，生成沉淀I，则I为Al（OH）3，H为NaAlO2，则溶液中含有Al3+离子。强酸性溶液中含有Fe2+离子，就一定不含NO3-离子，含有SO42-离子就一定不含Ba2+离子，不能确定是否含有的离子Fe3+和Cl-。

（1）在强酸性溶液中一定不会存在CO32-和SO32-离子，加入过量硝酸钡生成沉淀，则该沉淀为BaSO4沉淀，则溶液中含有SO42-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，则溶液中含有Fe2+离子；溶液B中加入过量NaOH溶液，生成气体F，则F为NH3，溶液X中含有NH4+离子；溶液H中通入CO2气体，生成沉淀I，则I为Al（OH）3，H为NaOH和NaAlO2，则溶液中含有Al3+离子。酸性溶液中含有Fe2+离子，就一定不含NO3-离子，含有SO42-离子就一定不含Ba2+离子，不能确定是否含有的离子Fe3+和Cl-。检验是否含有Cl—，应该先加入Ba(NO3)2溶液排除酸化SO42-离子的干扰，再加入酸化的AgNO3溶液。（2）①反应是Fe2+离子被硝酸氧化为Fe3+离子，硝酸被还原为NO气体，反应的离子方程式为3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；②溶液B中Al3+离子与过量氢氧化钠反应生成AlO2-，反应的离子方程式为Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O。（3）依据题给数据可知，生成9.32gBaSO4沉淀，说明X溶液中含有0.04molSO42-离子，生成112mlNH3, 溶液中含有NH4+离子物质的量是0.005mol，由生成112mlNO，结合离子方程式3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O可知溶液中含有Fe2+的物质的量是0.015mol，加入氢氧化钠是60ml时，沉淀的量降为0.025mol，即氢氧化铁的物质的量是0.025mol，根据铁元素守恒，溶液中含有Fe3+的物质的量是0.01mol，沉淀质量由0.03mol降为0.025mol ，说明溶液中含有Al3+的物质的量是0.005mol，由电荷守恒可得：3n(Al3+)+3n(Fe3+)+2n(Fe2+)+n(NH4+)=2n(SO42-)+n(Cl﹣),则3×0.005mol+3×0.01mol+2×0.015mol+0.005mol=2×0.04mol+n(Cl﹣)，n(Cl﹣)=0mol，故100mlX溶液中c(Fe2+)为0.15mol/L，c(Cl﹣)为0mol/L。