Question

【題目】某強酸性溶液X，可能含有Al3+、Ba2+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32－、SO42－、SiO32－、NO3－中的一種或幾種離子，取該溶液進行實驗，其現象及轉化如下圖。反應過程中有一種氣體是紅棕色。請回答下列問題：

（1）依題意不進行實驗即可判斷溶液X中一定不存在的離子有 。

（2）下列結論正確的是 （填序號）。

A．X中肯定存在Fe2+、Al3+、NH4+

B．氣體F經催化氧化可直接生成氣體D

C．沉淀C一定是BaSO4、沉淀G一定是Fe(OH)3、沉淀K可能有Al(OH)3

D．溶液X中，一定沒有NO3－

（3）產生氣體A的離子方程式為 。

（4）轉化⑥發生反應的現象為 。

（5）轉化③中氧化劑與還原劑的物質的量之比為 。

（6）對不能確定是否存在的離子，如何確定其是否存在？ （簡述操作過程）

Answer 1

【答案】（1）CO32－、SiO32－

（2）CD（3）3Fe2++NO3－+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O

（4）紅褐色沉淀溶解，溶液變為黃色（5）1:4

（6）可以另取X溶液，先加入KSCN溶液，若溶液變為血紅色則有Fe3+，再向溶液中逐滴加入NaOH溶液，有沉淀生成，持續滴加過量NaOH，沉淀減小但不消失則有Al3+

【解析】

試題分析：某強酸性溶液X，則溶液中不存在弱酸根離子CO32-、SiO32-，溶液和硝酸鋇溶液反應生成沉淀C，則溶液一定存在SO42-，不存在和硫酸根離子反應的Ba2+，C是BaSO4；酸性條件下硝酸根離子具有強氧化性，所以溶液中Fe2+和NO3-不能共存，加入硝酸鋇產生氣體，則溶液中存在Fe2+，不存在NO3-，A是NO；溶液B中加入氫氧化鈉溶液時，產生氣體F，則溶液中含有NH4+，F是NH3，產生沉淀，則溶液中存在Fe3+，沉淀G是Fe（OH）3，氫氧化鐵和鹽酸反應生成FeCl3，則J是FeCl3，溶液H中通入二氧化碳生成沉淀，開始加入硝酸鋇溶液引入了鋇離子，該沉淀為BaCO3 ，若原溶液中存在Al3+，沉淀K中也有Al（OH）3，溶液L是碳酸鈉或NaHCO3；A是NO，則D是NO2，二氧化氮化和水反應生成硝酸和NO，則E是HNO3，硝酸和氨氣反應生成硝酸銨，則I是NH4NO3。

（1）由強酸性條件即可判斷溶液X中一定不存在弱酸根離子，所以不存在的離子有CO32-、SiO32-。

（2）強酸性溶液中硝酸根離子具有強氧化性，如果存在硝酸根離子，則不存在亞鐵離子，加入硝酸鋇溶液時不能產生氣體，所以溶液X中一定沒有NO3-，根據上述分析，一定有Fe2＋、SO42-、NH4＋ ，A項錯誤、D項正確；氣體F為NH3，氨氣經催化氧化可生成NO，不能生成NO2，B項錯誤；C．沉淀C一定是BaSO4、沉淀G一定是Fe(OH)3、沉淀K可能是Al(OH)3，C項正確；答案選CD。

（3）亞鐵離子和硝酸反應生成鐵離子、一氧化氮和水，離子反應方程式為3Fe2++NO3－+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O。

（4）氫氧化鐵和稀鹽酸反應生成氯化鐵和水，氫氧化鐵為紅褐色沉淀，氯化鐵溶液呈黃色，所以看到的現象是：紅褐色沉淀逐漸溶解，溶液變為黃色。

（5））若轉化③中，NO2、H2O、O2三種物質恰好發生化合反應生成HNO3，該反應方程式為：4NO2+2H2O+O2= 4HNO3，則反應中NO2與O2的物質的量之比為4：1。

（6）根據上述分析，溶液中一定不存在CO32-、SiO32-和NO3-，一定存在Fe2＋、SO42-、NH4＋，可能存在Fe3＋或Al3＋，對不能確定是否存在的離子，確定其存在與否的操作為另取X溶液，先加入KSCN溶液，若溶液變為血紅色則有Fe3+，再向溶液中逐滴加入NaOH溶液，有沉淀生成，持續滴加過量NaOH，沉淀減小但不消失則有Al3+。