Question

某强酸性透明溶液X含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-中的一种或几种，取该溶液进行连续实验，实验内容如下：

根据以上信息，回答下列问题：
（1）上述离子中，溶液X中除H⁺外还肯定含有的离子是

Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-

，不能确定是否含有的离子（Q）是

Fe³⁺、Cl^-

．
（2）沉淀G的化学式为

Fe（OH）₃

．
（3）写出有关离子方程式：反应①中生成A

3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O

．反应②

CO₂+OH^-=HCO₃^-，AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-

．
（4）假设测定A、F、I均为0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，当沉淀C物质的量n（c）

＜0.07mol

（填取值范围），表明Q离子一定存在．

Answer 1

分析：在强酸性溶液中一定不会存在CO₃^2-和SO₃^2-离子，加入过量硝酸钡生成沉淀，则该沉淀为BaSO₄沉淀，说明溶液中含有SO₄^2-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，说明溶液中含有还原性离子，一定为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中溶于CO₂气体，生成沉淀I，则I为Al（OH）₃，H为NaAlO₂，说明溶液中含有Al³⁺离子，溶液中含有Fe²⁺离子，就一定不含NO₃^-离子，含有SO₄^2-离子就一定不含Ba²⁺离子，不能确定是否含有的离子Fe³⁺和Cl^-，以此解答（1）（2）（3）题，根据溶液电中性解答（4）题．

解答：解：（1）在强酸性溶液中一定不会存在CO₃^2-和SO₃^2-离子，加入过量硝酸钡生成沉淀，则该沉淀为BaSO₄沉淀，说明溶液中含有SO₄^2-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，说明溶液中含有还原性离子，一定为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中溶于CO₂气体，生成沉淀I，则I为Al（OH）₃，H为NaOH和NaAlO₂，说明溶液中含有Al³⁺离子，溶液中含有Fe²⁺离子，就一定不含NO₃^-离子，含有SO₄^2-离子就一定不含Ba²⁺离子，不能确定是否含有的离子Fe³⁺和Cl^-，检验方法是 取少量X溶液放在试管中，加入几滴KSCN，溶液不变红色说明无Fe³⁺； 或者取少量B溶液放在试管中，加入几滴AgNO₃溶液，无白色沉淀说明无Cl^-，
故答案为：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；Fe³⁺、Cl^-；
（2）Fe²⁺离子被氧化为Fe³⁺离子，加入NaOH溶液后生成Fe（OH）₃，故答案为：Fe（OH）₃；  
（3）①Fe²⁺离子被氧化为Fe³⁺离子，反应的离子方程式为3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；②H为NaOH和NaAlO₂混合物，通入过量二氧化碳后分别发生的反应为：CO₂+OH^-=HCO₃^-，AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；CO₂+OH^-=HCO₃^-，AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-； 
（4）A、F、I均为0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，根据反应3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知离子为0.03mol，根据溶液电中性可知：2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-），n（SO₄^2-）=

2×0.03mol+3×0.01mol+0.01mol+0.04mol

2

=0.07mol，当沉淀C物质的量＞0.07mol时一定含有Fe³⁺离子，反之，含有Cl^-离子，即当沉淀C物质的量n＜0.07mol，表明氯离子一定存在，故答案为：＜0.07mol．

点评：本题为考查离子组推断题，题目具有一定难度，本题解答时一定要紧扣反应现象，推断各离子存在的可能性，本题易错点为（4）题，注意溶液电中性的利用．