【題目】工業(yè)廢水中僅含下表離子中的5種(不考慮水的電離及離子的水解),且各種離子的物質(zhì)的量濃度均為0.1 molL-1 。

陽離子

K+、Cu2+、Fe3+、Al3+Fe2+

陰離子

Cl-、CO32-NO3-、SO42-、SiO32-

某同學欲探究該廢水的組成,進行了如下實驗:

Ⅰ.用鉑絲蘸取少量溶液,在火焰上灼燒,無紫色火焰(透過藍色鈷玻璃觀察)。

Ⅱ.取少量溶液,加入KSCN溶液無明顯變化。

Ⅲ.另取溶液加入少量鹽酸,有無色氣體生成,該無色氣體遇空氣變成紅棕色,此時溶液依然澄清,且溶液中陰離子種類不變。

Ⅳ.中所得溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。

請回答下列問題:

1)甲同學最終確定原溶液中所含陽離子有 _____________,陰離子有__________。(寫離子符號)

2中加入少量鹽酸生成無色氣體的離子方程式為___________________________。

3)將中紅棕色氣體(標況下)收集一滿試管然后倒扣入水中(假設溶質(zhì)不擴散),所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為___________ molL-1 (精確到小數(shù)點后第三位)。

4)另取100mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,充分反應后過濾,洗滌,灼燒至恒重,得到的固體的質(zhì)量為______g。

【答案】Fe2+、Cu2+ Cl-、NO3-SO42- 3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO+2H2O 0.045 1.6

【解析】

由實驗可知,Ⅰ.用鉑絲蘸取少量溶液,在火焰上灼燒,無紫色火焰(透過藍色鈷玻璃觀察),說明溶液中沒有K+;Ⅱ.取少量溶液,加入KSCN溶液無明顯變化,說明溶液中沒有Fe3+;Ⅲ.另取溶液加入少量鹽酸,有無色氣體生成,該無色氣體遇空氣變成紅棕色,此時溶液依然澄清,且溶液中陰離子種類不變,說明溶液中Fe2+NO3-H+反應生成NO,即溶液中含有Fe2+、NO3-,加鹽酸溶液中陰離子種類不變,說明原溶液中有Cl-,加鹽酸溶液依然澄清加鹽酸說明溶液中沒有SiO32-;Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,說明溶液中含有SO42-

1)由以上推斷可知溶液中陰離子為Cl-、NO3-、SO42-,且各為0.1mol/L,已經(jīng)推斷出的陽離子是Fe2+,其濃度為0.1mol/L,由電荷守恒可知溶液中還有一種+2價陽離子,則溶液中還有Cu2+,所以甲同學最終確定原溶液中所含陽離子是Fe2+、Cu2+;陰離子是Cl-、NO3-、SO42-,故答案為:Fe2+、Cu2+;Cl-NO3-、SO42-

2)Ⅲ中加入少量鹽酸生成無色氣體,是Fe2+NO3-H+反應生成Fe3+NO和水,反應的離子方程式為3Fe2++NO3-+4H+3Fe3++NO+2H2O,故答案為:3Fe2++NO3-+4H+3Fe3++NO+2H2O

3)二氧化氮與水反應生成硝酸和一氧化氮,反應的化學方程式為3NO2H2O=2HNO3NO,設標況下二氧化氮的體積為VL,則二氧化氮的物質(zhì)的量為=mol,由方程式可知反應后溶液的體積為L,硝酸的物質(zhì)的量為×mol,則硝酸的物質(zhì)的量濃度為=0.045mol/L,故答案為:0.045

4)另取100mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,Fe2+與氫氧化鈉溶液反應生成Fe(OH)2沉淀,Fe(OH)2沉淀又被空氣中的氧氣氧化,最終生成Fe(OH)3Cu2+與氫氧化鈉溶液反應生成生成Cu(OH)2沉淀,充分反應后過濾,洗滌,灼燒至恒重,得到的固體為Fe2O3CuO,根據(jù)元素守恒:n(CuO=nCu2+=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol,nFe2O3=nFe2+/2=0.005mol,所以固體質(zhì)量為:m(CuO)+m(Fe2O3)=0.01mol×80g/mol+0.005mol×160g/mol=1.6g,故答案為:1.6。

練習冊系列答案
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5)對于反應3H2(g) + N2(g)2NH3(g),使用催化劑,正逆反應速率同等程度加快。

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B. 由反應①可推知:CH4(g)4NO2(g)==4NO(g)CO2(g)2H2O(l) ΔH<574 kJ·mol1

C. 反應①②轉移的電子數(shù)相同

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