Question

【题目】某pH =1的溶液X，其中可能含有Al3+、Fe2+、Fe3+、Ba2+、NH4+、CO32－、SO42－、SiO32－、NO3－中的一种或几种，取500 mL该溶液进行实验，其现象及转化如图所示。

已知：反应过程中有一种气体是红棕色。请回答下列问题：

(1)仅由强酸性条件便可判断溶液X中一定不存在的离子有______。

(2)溶液X中，关于NO3－的判断一定正确的是______填字母。

a.一定有

b.一定没有

c.可能有

(3)反应①中产生气体A的离子方程式为______。

(4)反应⑦中生成沉淀K的离子方程式为______。

(5)溶液X中不能确定的离子是______。

(6)若实验测定A、F、K均为0.01 mol，试确定沉淀C是______，其物质的量范围是______。

Answer 1

【答案】CO32－、SiO32－ b 3Fe2+ + NO3－ + 4H+ = 3Fe3+ + NO↑ + 2H2O CO2 + AlO2－ + 2H2O = Al(OH)3↓ + HCO3－ Fe3+ BaSO4 ≥0.075 mol

【解析】

某强酸性溶液X，则溶液中不存在弱酸根离子CO32－、SiO32－，溶液和硝酸钡溶液反应生成沉淀C，则溶液呈存在SO42－，不存在和硫酸根离子反应的Ba2+，C是BaSO4；酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，所以溶液中Fe2+和NO3－不能共存，加入硝酸钡产生气体，则溶液中存在Fe2+，不存在NO3－，A是NO；溶液B中加入氢氧化钠溶液时，产生气体F，则溶液中含有NH4+，F是NH3，产生沉淀，则溶液中存在Fe3+，沉淀G是Fe(OH)3，氢氧化铁和盐酸反应生成FeCl3，则J是FeCl3，溶液H中通入过量二氧化碳生成沉淀，则溶液中存在Al3+，沉淀K是Al(OH)3，溶液L是NaHCO3；A是NO，则D是NO2，二氧化氮化和水反应生成硝酸和NO，则E是HNO3，硝酸和氨气反应生成硝酸铵，则I是NH4NO3，以此解答该题。

⑴由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在弱酸根离子，所以不存在的离子有CO32－、SiO32－，故答案为：CO32－、SiO32－。

⑵强酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，如果存在硝酸根离子，则不存在亚铁离子，加入硝酸钡溶液时不能产生气体，所以溶液X中一定没有NO3－，故答案为：b。

⑶亚铁离子和硝酸反应生成铁离子、一氧化氮和水，离子反应方程式为：

3Fe2+ + NO3－ + 4H+ = 3Fe3+ + NO↑ + 2H2O，故答案为：3Fe2+ + NO3－ + 4H+ = 3Fe3+ + NO↑ + 2H2O。

⑷⑦中生成沉淀K的离子方程式为CO2 + AlO2－ + 2H2O = Al(OH)3↓ + HCO3－，故答案为：CO2 + AlO2－ + 2H2O = Al(OH)3↓ + HCO3－。

⑸溶液中存在Fe2+，可被氧化生成Fe3+，则不能确定原溶液是否含有Fe3+；故答案为：Fe3+。

、F、K均为0.01 mol，500 mL X溶液中n(H+)=0.05mol，根据反应3Fe2+ + NO3－ + 4H+ = 3Fe3+ + NO↑ + 2H2O，可知亚铁离子为0.03mol，根据溶液电中性可知：

3n(Al3+)+2 n(Fe2+) + n(NH4+) + n(H+) = 2n(SO42－)，n(SO42－) =，当X溶液中不能确定的离子是Fe3+，则硫酸根离子的物质的量大于0.075 mol，生成沉淀C硫酸钡的物质的量大于0.075 mol；故答案为：BaSO4；≥0.075 mol。