Question

【题目】常温下，酸性溶液A中可能含有NH4+、K+、Na+、Fe2+、Al3+、Fe3+、CO32－、NO3-、Cl-、I-、SO42-中的几种，现取该溶液进行有关实验，实验结果如下图所示：

回答下列问题：

(1)溶液A中一定存在的离子有___________________

(2)生成沉淀甲的离子方程式为___________________

(3)生成气体丙的离子方程式为__________________，若实验消耗Cu 144g，则最多生成气体丙的体积（标准状况下）为_____。

依据上述实验，某小组同学通过讨论后认为：溶液中可能含有的离子有NH4+、K+、Na+ 、Cl-、SO42-。为进一步确认溶液中存在的离子，分别取100ml废水又进行了如下图所示的三组实验：

(4)根据上述实验可进一步确定NH4+、K+、Na+ 、Cl-、SO42-中一定存在的离子有 _________ ，沉淀溶解时发生反应的离子方程式为________________________________。

Answer 1

【答案】 Al3+、NO3- 3H2O+2Al3++ 3CO32－=2Al（OH）3↓+3CO2 ↑ 3Cu+8H++NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O 33.6L NH4+、Na+ 、SO42- Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O

【解析】(1)、溶液为酸性溶液，则溶液中存在大量氢离子，可以排除CO32；溶液A中加过量(NH4)2CO3，产生白色沉淀，白色沉淀只能为氢氧化铝，可以排除Fe2+、Fe3+，溶液一定含有有Al3+；溶液乙加铜和浓硫酸能产生气体丙，丙在空气中变成红棕色，则丙为NO，说明原溶液中有NO3，强酸性溶液中含有NO3，则一定不存在具有还原性的离子：Fe2+、I。故答案是Al3+、NO3-。

（2）、根据上述分析，生成沉淀甲是CO32-和溶液中的Al3+发生双水解反应，故离子方程式为3H2O+2Al3++ 3CO32－=2Al（OH）3↓+3CO2↑。

（3）、根据上述分析可知，生成的气体丙是NO，是Cu、H+和溶液中的NO3-反应生成的，离子方程式为3Cu+8H++NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O。

实验消耗Cu 144g，则Cu的物质的量是：144g÷64g/mol=2.25mol，由3Cu+8H++NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O可得：3Cu～2NO，则NO的物质的量是×2.25mol，其在标准状况下的体积是×2.25mol×22.4L/mol=33.6L；故本题的答案是：3Cu+8H++NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O；33.6L。

（4）、因焰色反应为黄色，说明含有Na+；加入氯化钡和稀盐酸可以生成白色沉淀，说明溶液中一定含有SO42-，2.33g白色沉淀是BaSO4；根据上面的分析可知，溶液中含有H+和Al3+，根据图像可知，开始时发生的是H＋＋OH－=H2O，当H＋完全反应后，开始发生Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，继续滴加NaOH溶液，Al(OH)3并没有立刻溶解，说明溶液中含有NH4＋，发生了NH4＋＋OH－=NH3·H2O；故一定存在的离子还有：NH4+、Na+ 、SO42-；沉淀溶解时是Al(OH)3和过量的NaOH发生反应生成NaAlO2和H2O，其离子方程式是：Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O。