Question

6．某強(qiáng)酸性溶液X，可能含有Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、SiO₃^2-、NO₃^-中的一種或幾種離子，取該溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其現(xiàn)象及轉(zhuǎn)化如圖．有一種氣體是紅棕色．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）溶液X中除了H⁺一定存在的離子有Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-．溶液X中一定不存在的離子有Ba²⁺、CO₃^2-、SiO₃^2-、NO₃^-．
（2）產(chǎn)生氣體A的離子方程式為3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO+2H₂O．
（3）轉(zhuǎn)化⑥發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象為紅褐色沉淀溶解，溶液呈黃色．
（4）轉(zhuǎn)化 ⑤中的離子方程式為NH₃+H⁺═NH₄⁺．
（5）若轉(zhuǎn)化③中，D、H₂O、O₂三種物質(zhì)恰好發(fā)生化合反應(yīng)生成E，則反應(yīng)中O₂與D的物質(zhì)的量之比為1：4．

Answer 1

分析 某強(qiáng)酸性溶液X，則溶液中不存在弱酸根離子CO₃^2-、SiO₃^2-，溶液和硝酸鋇溶液反應(yīng)生成沉淀C，則溶液存在SO₄^2-，不存在和硫酸根離子反應(yīng)的Ba²⁺，C是BaSO₄；
酸性條件下硝酸根離子具有強(qiáng)氧化性，所以溶液中Fe²⁺和NO₃^-不能共存，加入硝酸鋇產(chǎn)生氣體，則溶液中存在Fe²⁺，不存在NO₃^-，氣體A是NO，由反應(yīng)②可知生成D為NO₂，③中生成E為硝酸；
溶液B中加入過(guò)量氫氧化鈉溶液時(shí)，產(chǎn)生氣體F，則溶液中含有NH₄⁺，F(xiàn)是NH₃，產(chǎn)生沉淀，由于溶液中存在Fe²⁺，沉淀G是Fe（OH）₃，溶液H中通入過(guò)量二氧化碳生成沉淀，則溶液中存在Al³⁺，溶液H中含有偏鋁酸根，沉淀K是Al（OH）₃，溶液L是NaHCO₃，以此來(lái)解答．

解答 解：某強(qiáng)酸性溶液X，則溶液中不存在弱酸根離子CO₃^2-、SiO₃^2-，溶液和硝酸鋇溶液反應(yīng)生成沉淀C，則溶液存在SO₄^2-，不存在和硫酸根離子反應(yīng)的Ba²⁺，C是BaSO₄；
酸性條件下硝酸根離子具有強(qiáng)氧化性，所以溶液中Fe²⁺和NO₃^-不能共存，加入硝酸鋇產(chǎn)生氣體，則溶液中存在Fe²⁺，不存在NO₃^-，氣體A是NO，由反應(yīng)②可知生成D為NO₂，③中生成E為硝酸；
溶液B中加入過(guò)量氫氧化鈉溶液時(shí)，產(chǎn)生氣體F，則溶液中含有NH₄⁺，F(xiàn)是NH₃，產(chǎn)生沉淀，由于溶液中存在Fe²⁺，沉淀G是Fe（OH）₃，溶液H中通入過(guò)量二氧化碳生成沉淀，則溶液中存在Al³⁺，溶液H中含有偏鋁酸根，沉淀K是Al（OH）₃，溶液L是NaHCO₃；
（1）綜上所述，溶液X中除H⁺外肯定含有的離子是Al³⁺、SO₄^2-、NH₄⁺、Fe²⁺；不能確定是否含有的離子Fe³⁺，一定不存在的離子為Ba²⁺、CO₃^2-、SiO₃^2-、NO₃^-，
故答案為：Al³⁺、SO₄^2-、NH₄⁺、Fe²⁺；Ba²⁺、CO₃^2-、SiO₃^2-、NO₃^-；
（2）產(chǎn)生氣體A的離子方程式為3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO+2H₂O，故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO+2H₂O；
（3）轉(zhuǎn)化⑥中Fe（OH）₃與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象為紅褐色沉淀溶解，溶液呈黃色，故答案為：紅褐色沉淀溶解，溶液呈黃色；
（4）轉(zhuǎn)化⑤中的離子方程式為NH₃+H⁺═NH₄⁺，故答案為：NH₃+H⁺═NH₄⁺；
（5）若轉(zhuǎn)化③中，D、H₂O、O₂三種物質(zhì)恰好發(fā)生化合反應(yīng)生成E，發(fā)生4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，則反應(yīng)中O₂與D的物質(zhì)的量之比為1：4，故答案為：1：4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握離子的性質(zhì)、發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�注意發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，題目難度不大．