Question

12．某溶液中可能含有下列离子中的若干种：K⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-、CO₃^2-、SiO₃^2-．现进行如下实验：
①取少量溶液，加入KSCN溶液，无明显变化
②另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色
③向②中所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成
④向②中所得溶液中加入过量浓氨水，仅有红褐色沉淀生成，过滤，在所得溶液中加入盐酸至酸性时，再加入氢氧化钠溶液，有蓝色沉淀生成
请回答下列问题：
（1）该溶液中一定含有的离子是Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-；
（2）该溶液中一定不含有的离子是Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SiO₃^2-；
（3）若该溶液中各离子浓度相等，则一定含有的离子还有Cl^-；
（4）实验②中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

Answer 1

分析 ①取少量溶液，加入KSCN溶液时无明显变化，证明溶液中不含铁离子；
②另取溶液加入盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，说明是一氧化氮氧化为二氧化氮，证明原溶液中一定含有NO₃^-和Fe²⁺；则不能有CO₃^2-、SiO₃^2-；
③向②中所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，取原溶液加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，证明溶液中有SO₄^2-；
④向②中所得溶液中加入过量浓氨水，生成氢氧化铁红褐色沉淀，溶液中没有Al³⁺，过滤，在所得溶液中加入盐酸至酸性时，再加入氢氧化钠溶液，有蓝色沉淀生成，积生成氢氧化铜沉淀，则溶液中含有Cu²⁺；据此进行解答．

解答 解：①取少量溶液，加入KSCN溶液时无明显变化，证明溶液中不含铁离子；
②另取溶液加入盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，说明是一氧化氮氧化为二氧化氮，证明原溶液中一定含有NO₃^-和Fe²⁺；则不能有CO₃^2-、SiO₃^2-；
③向②中所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，取原溶液加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，证明溶液中有SO₄^2-；
④向②中所得溶液中加入过量浓氨水，生成氢氧化铁红褐色沉淀，溶液中没有Al³⁺，过滤，在所得溶液中加入盐酸至酸性时，再加入氢氧化钠溶液，有蓝色沉淀生成，积生成氢氧化铜沉淀，则溶液中含有Cu²⁺；
（1）综上可知，该废水一定含有的离子是Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-，故答案为：Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-；
（2）该溶液中一定不含有的离子是Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SiO₃^2-，故答案为：Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SiO₃^2-；
（3）若该溶液中各离子浓度相等，即Fe²⁺、Cu²⁺正电荷总数大于NO₃^-、SO₄^2-负电荷总数，所以溶液中一定存在Cl^-，故答案为：Cl^-；
（4）加入盐酸生成无色气体是亚铁离子与硝酸根离子在酸性条件下发生反应生成一氧化氮气体，离子方程式是：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

点评 本题考查了常见离子的检验方法，题目难度中等，明确常见离子的性质为解答关键，注意熟练掌握常见离子的检验方法，试题有利于培养学生的分析能力及灵活应用能力．