Question

10．某稀溶液含下列离子中的4种，且各种离子的物质的量均为0.01mol
阳离子 K⁺、Ba²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Fe³⁺
阴离子 OH^-、CO₃^2-、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-
若向原溶液中加入足量的盐酸，只有一种气体生成，且在空气中会迅速变为红棕色．向原溶液中加入Ba（NO₃）₂后产生沉淀，过滤，加入HNO₃酸化的AgNO₃后无白色沉淀生成．
（1）溶液中一定不 （填“一定”，“一定不”，“可能”）含有CO₃^2-，理由是根据后续现象，已经确定有Fe²⁺，而Fe²⁺与CO₃^2-不能大量共存（或向原溶液中加入盐酸只产生一种气体NO，没有CO₂，所以没有CO₃^2-）
（2）将溶液进行焰色反应看到的现象是透过蓝色钻玻璃观察，火焰为紫色
（3）写出生成的气体在空气中迅速变为红棕色的化学方程式2NO+O₂═2NO₂
（4）原溶液中阴离子为NO₃^-、SO₄^2-，阳离子为K⁺、Fe²⁺
（5）向原溶液中加入足量的盐酸，有无色气体生成的离子方程式为3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

Answer 1

分析 向溶液中加入足量的盐酸，只有一种气体生成，且在空气中会迅速变为红棕色，说明产生气体为NO，没有CO₃^2-，原溶液中一定存在Fe²⁺、NO₃^-，酸性环境下生成的一氧化氮；向原溶液中加入Ba（NO₃）₂后产生沉淀，过滤，加入HNO₃酸化的AgNO₃后无白色沉淀生成，则有SO₄^2-，无Cl^-；若只含有SO₄^2-和NO₃^-，Fe²⁺，三者的物质的量均为0.01mol，而溶液中含有4种离子，则不满足电荷守恒，所以还含有钾离子，所以含有的4种离子为：NO₃^-、SO₄^2-；Fe²⁺、K⁺，根据以上分析进行解答各题．

解答 解：向溶液中加入足量的盐酸，只有一种气体生成，且在空气中会迅速变为红棕色，说明产生气体为NO，没有CO₃^2-，原溶液中一定存在Fe²⁺、NO₃^-，酸性环境下生成的一氧化氮；向原溶液中加入Ba（NO₃）₂后产生沉淀，过滤，加入HNO₃酸化的AgNO₃后无白色沉淀生成，则有SO₄^2-，无Cl^-；若只含有SO₄^2-和NO₃^-，Fe²⁺，三者的物质的量均为0.01mol，而溶液中含有4种离子，则不满足电荷守恒，所以还含有钾离子，含有的4种离子为：NO₃^-、SO₄^2-；Fe²⁺、K⁺，
（1）根据以上分析可知，溶液中一定不存在CO₃^2-，原因为根据后续现象，已经确定有Fe²⁺，而Fe²⁺与CO₃^2-不能大量共存（或向原溶液中加入盐酸只产生一种气体NO，没有CO₂，所以没有CO₃^2-），
故答案为：一定不；根据后续现象，已经确定有Fe²⁺，而Fe²⁺与CO₃^2-不能大量共存（或向原溶液中加入盐酸只产生一种气体NO，没有CO₂，所以没有CO₃^2-）；
（2）根据上述分析，溶液中一定含有钾离子，故焰色反应看到的现象是透过蓝色钻玻璃观察，火焰为紫色，
故答案为：透过蓝色钻玻璃观察，火焰为紫色；
（3）NO遇到氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮，反应为2NO+O₂═2NO₂，
故答案为：2NO+O₂═2NO₂；
（4）根据分析可知，溶液中一定存在的阴离子为：NO₃^-、SO₄^2-；一定存在的阳离子为：K⁺、Fe²⁺，
故答案为：NO₃^-、SO₄^2-；K⁺、Fe²⁺；
（5）向原溶液中加入足量的盐酸，有无色气体为一氧化氮，反应离子方程式为：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案为：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

点评 本题考查了离子性质的应用和实验方案的推断和分析判断，为高频考点，注意把握离子共存和离子变化特征，元素守恒和溶液中电荷守恒的计算应用是判断的关键，题目难度中等．