Question

【題目】常溫下，酸性溶液A中可能含有NH4+、K+、Na+、Fe2+、Al3+、Fe3+、CO32－、NO3-、Cl-、I-、SO42-中的幾種，現取該溶液進行有關實驗，實驗結果如下圖所示：

回答下列問題：

(1)溶液A中一定存在的離子有___________________

(2)生成沉淀甲的離子方程式為___________________

(3)生成氣體丙的離子方程式為__________________，若實驗消耗Cu 144g，則最多生成氣體丙的體積（標準狀況下）為_____。

依據上述實驗，某小組同學通過討論后認為：溶液中可能含有的離子有NH4+、K+、Na+ 、Cl-、SO42-。為進一步確認溶液中存在的離子，分別取100ml廢水又進行了如下圖所示的三組實驗：

(4)根據上述實驗可進一步確定NH4+、K+、Na+ 、Cl-、SO42-中一定存在的離子有 _________ ，沉淀溶解時發生反應的離子方程式為________________________________。

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)、溶液為酸性溶液，則溶液中存在大量氫離子，可以排除CO32；溶液A中加過量(NH4)2CO3，產生白色沉淀，白色沉淀只能為氫氧化鋁，可以排除Fe2+、Fe3+，溶液一定含有有Al3+；溶液乙加銅和濃硫酸能產生氣體丙，丙在空氣中變成紅棕色，則丙為NO，說明原溶液中有NO3，強酸性溶液中含有NO3，則一定不存在具有還原性的離子：Fe2+、I。故答案是Al3+、NO3-。

（2）、根據上述分析，生成沉淀甲是CO32-和溶液中的Al3+發生雙水解反應，故離子方程式為3H2O+2Al3++ 3CO32－=2Al（OH）3↓+3CO2↑。

（3）、根據上述分析可知，生成的氣體丙是NO，是Cu、H+和溶液中的NO3-反應生成的，離子方程式為3Cu+8H++NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O。

實驗消耗Cu 144g，則Cu的物質的量是：144g÷64g/mol=2.25mol，由3Cu+8H++NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O可得：3Cu～2NO，則NO的物質的量是×2.25mol，其在標準狀況下的體積是×2.25mol×22.4L/mol=33.6L；故本題的答案是：3Cu+8H++NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O；33.6L。

（4）、因焰色反應為黃色，說明含有Na+；加入氯化鋇和稀鹽酸可以生成白色沉淀，說明溶液中一定含有SO42-，2.33g白色沉淀是BaSO4；根據上面的分析可知，溶液中含有H+和Al3+，根據圖像可知，開始時發生的是H＋＋OH－=H2O，當H＋完全反應后，開始發生Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，繼續滴加NaOH溶液，Al(OH)3并沒有立刻溶解，說明溶液中含有NH4＋，發生了NH4＋＋OH－=NH3·H2O；故一定存在的離子還有：NH4+、Na+ 、SO42-；沉淀溶解時是Al(OH)3和過量的NaOH發生反應生成NaAlO2和H2O，其離子方程式是：Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O。