Question

某強酸性溶液X，可能含有Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2­­ˉ、SiO₃²ˉ、NO₃ˉ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NO₃ˉ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                 ；
（4）轉化⑥發生反應的現象為                       ；
（5）轉化④中產生H的離子方程式為                    ；
（6）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          ；
（7）對不能確定是否存在的離子，可以另取X溶液，加入下列溶液中的一種，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

（1）CO₃²ˉ、SiO₃²ˉ（2分）
（2）b（1分）
（3）3Fe²⁺+NO₃ˉ+4H⁺＝2 Fe³⁺+NO+2H₂O（2分）
（4）紅褐色沉淀溶解，溶液呈黃色（2分）
（5）Al³⁺+4OHˉ＝AlO₂ˉ+2H₂O（1分）
（6）4:1（1分）
（7）②（1分）

解析試題分析：（1）在強酸性溶液中氫離子和碳酸根離子反應生成二氧化碳和水，硅酸根離子和氫離子反應生成硅酸沉淀，所以一定不會存在CO₃^2-和SiO₃^2-離子。
（2）加入過量硝酸鋇生成沉淀，鋇離子和硫酸根離子反應生成硫酸鋇沉淀，說明一定含有SO₄^2-，含有SO₄^2-離子就一定不含Ba²⁺離子；氣體A連續氧化生成D和E，則A為NO，D為NO₂，E為HNO₃，說明溶液中含有還原性離子，一定為Fe²⁺，則在酸性條件下一定不含NO₃^-離子，答案選b。
（3） 二價鐵離子具有還原性，在酸性條件下NO₃ˉ具有氧化性，二價鐵離子被生成三價鐵離子，NO₃ˉ被還原成一氧化氮，反應的離子方程式未3Fe²⁺+NO₃ˉ+4H⁺＝2Fe³⁺+NO+2H₂O。
（4）溶液B中加入過量NaOH溶液，生成氣體F，則F為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺；溶液B中還有鐵離子，加入氫氧化鈉溶液生成紅褐色沉淀氫氧化鐵。由于溶液中一定含有亞鐵離子，亞鐵離子被氧化可以生成鐵離子，所以原溶液中不一定含有鐵離子。氫氧化鐵被鹽酸溶解生成氯化鐵和水，所以反應⑥的實驗現象是紅褐色沉淀溶解，溶液呈黃色。
（5）溶液H中通入CO₂氣體，生成沉淀K，則K為Al(OH)₃，這說明溶液H中含有偏鋁酸鈉，所以原溶液中含有鋁離子，與過量的氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉，因此轉化④中產生H的離子方程式為Al³⁺+4OHˉ＝AlO₂ˉ+2H₂O。
（6）NO₂、H₂O、O₂三種物質恰好發生化合反應，二氧化氮中的氮為+4價，在水中，易被氧氣氧化成+5價的氮，反應的化學方程式為4NO₂+2H₂O+O₂＝4HNO₃，則反應中D與O₂的物質的量之比是4:1。
（7）根據以上分析可知，不能確定的離子是鐵離子，檢驗鐵離子的試劑是KSCN溶液，答案選②。
考點：考查離子共存以及離子檢驗的有關判斷