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)由強酸性條件即可判斷溶液X中一定不存在的離子有___________________。

(2)溶液X中，關于NO3-的判斷一定正確的是___________。

a.一定有 b.一定沒有 c.可能有

(3)產生氣體A的離子方程式為________________ ，并用雙線橋法表示電子轉移的方向和數目。

(4)若轉化③中，D、H2O、O2三種物質恰好發生化合反應生成E，則反應中D與O2的物質的量之比為__________。

(5)對不能確定是否存在的離子，可以另取X溶液，加入下列溶液中的—種，根據現象即可判斷，該試劑最好是_____________ 。

①NaOH溶液 ②KSCN溶液 ③石蕊試劑 ④pH試紙 ⑤KMnO4溶液⑥氯水和KSCN的混合溶液

Answer 1

【答案】CO32-、SiO32- b 4∶1 ②

【解析】

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，則溶液中存在SO42-，不存在和硫酸根離子反應的Ba2+，沉淀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-，因此A是NO；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；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，硝酸和氨氣反應生成硝酸銨，則I是NH4NO3；溶液中存在Fe3+，產生沉淀G，則沉淀G是Fe(OH)3，氫氧化鐵和鹽酸反應生成FeCl3，則J是FeCl3，溶液H中通入過量二氧化碳生成沉淀，則溶液中存在Al3+，沉淀K是Al(OH)3，溶液L是NaHCO3。據此分析解答。

(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-，故答案為：CO32-、SiO32-；

(2)根據上述分析，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-，故選b；故答案為：b；

(3)亞鐵離子和硝酸反應生成鐵離子、一氧化氮和水，反應的離子方程式為：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，用雙線橋法表示電子轉移的方向和數目為：，故答案為：；

(4)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D與O2的物質的量之比為4∶1，故答案為：4∶1。

(5)因為存在的亞鐵離子被硝酸氧化生成了鐵離子，因此溶液中Fe3+是否存在不能確定，Fe3+和硫氰化鉀溶液反應生成血紅色溶液，所以可以用硫氰化鉀溶液檢驗，氫氧化鈉盡管也能與鐵離子反應生成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，但存在Al3+、Fe2+，會干擾鐵離子的檢驗，故最好選②，故答案為：②。