Question

【題目】某工業(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)的量濃度相等，均為0.1 mol·L－1。

陽離子	K+ Mg2+ Fe3+ Al3+ Fe2+
陰離子	Cl－ CO32－ NO3－ SO42－ SiO32－

甲同學(xué)欲探究廢水的組成，進行了如下實驗：

① 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）。

② 取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化。

③ 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。

④ 向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

請推斷：

（1）由①、②、③判斷，溶液中一定不含有的陽離子是______，一定不含的陰離子是_______（寫離子符號）。

（2）③中加入少量鹽酸生成無色氣體的的離子方程式是_____________，

④中生成白色沉淀的離子方程式是_______________。

（3）將③中所得紅棕色氣體通入水中，氣體變無色，所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_________。

（4）甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽離子是_________，陰離子是________。（寫離子符號）

Answer 1

【答案】K+、Fe3+CO32－、SiO32－3Fe2+ + NO3－ + 4H+ =3Fe3+ + NO↑ + 2H2OBa2++SO42-=BaSO4↓3NO2+H2O=2HNO3+NOFe2+、Mg2+Cl－、NO3－、SO42－

【解析】①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)，說明沒有K+；

②取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化，說明沒有Fe3+；

③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 Fe2+與NO3-和H+反應(yīng)生成NO，即溶液中有Fe2+、NO3-，則沒有CO32－；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沒有SiO32-；

④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，說明有SO42-；

(1)由①②③判斷，溶液中一定不含有的陽離子是K+、Fe3+，一定不含的陰離子是CO32－、SiO32－，故答案為：K+、Fe3+；CO32－、SiO32－；

(2)③中加入少量鹽酸生成無色氣體，是Fe2+與NO3-和H+反應(yīng)生成NO，其離子方程式：3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O；④中生成白色沉淀為硫酸鋇，反應(yīng)的離子方程式為Ba2++SO42-=BaSO4↓，故答案為：3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O；Ba2++SO42-=BaSO4↓；

(3)將Ⅲ中所得紅棕色氣體為二氧化氮，通入水中，與水反應(yīng)生成NO，氣體變無色，所發(fā)生的化學(xué)方程式為3NO2+H2O═2HNO3+NO，故答案為：3NO2+H2O═2HNO3+NO；

(4)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，所以還有Mg2+，所以甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽離子是：Fe2+、Mg2+；陰離子是：Cl-、NO3-、SO42-；故答案為：Fe2+、Mg2+；Cl-、NO3-、SO42-。