Question

13．某強酸性溶液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，取該溶液進行實驗，其現(xiàn)象及轉(zhuǎn)化如圖．反應(yīng)過程中有一種氣體是紅棕色．

請回答下列問題：
（1）溶液X中除了H⁺一定存在的離子有SO₄^2-、Al³⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Fe²⁺，溶液X中一定不存在的離子有Ba²⁺、NO₃^-、CO₃^2-、SiO₃^2-．
（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⑦中的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（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D與O₂的物質(zhì)的量之比為4：1．
（6）轉(zhuǎn)化④中產(chǎn)生H的離子方程式為Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．

Answer 1

分析 某強酸性溶液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，則溶液呈存在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^-，A是NO；
溶液B中加入氫氧化鈉溶液時，產(chǎn)生氣體F，則溶液中含有NH₄⁺，F(xiàn)是NH₃，產(chǎn)生沉淀，則溶液中存在Fe³⁺，沉淀G是Fe（OH）₃，氫氧化鐵和鹽酸反應(yīng)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；
A是NO，則D是NO₂，二氧化氮化和水反應(yīng)生成硝酸和NO，則E是HNO₃，硝酸和氨氣反應(yīng)生成硝酸銨，則I是NH₄NO₃，以此來解答．

解答 解：某強酸性溶液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，則溶液呈存在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^-，A是NO；
溶液B中加入氫氧化鈉溶液時，產(chǎn)生氣體F，則溶液中含有NH₄⁺，F(xiàn)是NH₃，產(chǎn)生沉淀，則溶液中存在Fe³⁺，沉淀G是Fe（OH）₃，氫氧化鐵和鹽酸反應(yīng)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；
A是NO，則D是NO₂，二氧化氮化和水反應(yīng)生成硝酸和NO，則E是HNO₃，硝酸和氨氣反應(yīng)生成硝酸銨，則I是NH₄NO₃，
（1）由上述分析可知，強酸性條件即可判斷溶液X中一定含SO₄^2-、Al³⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Fe²⁺，一定不存在的離子有Ba²⁺、NO₃^-、CO₃^2-、SiO₃^2-，
故答案為：SO₄^2-、Al³⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Fe²⁺；Ba²⁺、NO₃^-、CO₃^2-、SiO₃^2-；
（2）亞鐵離子和硝酸反應(yīng)生成鐵離子、一氧化氮和水，離子反應(yīng)方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）氫氧化鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，氫氧化鐵為紅褐色沉淀，氯化鐵溶液呈黃色，所以看到的現(xiàn)象是：紅褐色沉淀逐漸溶解，溶液變?yōu)辄S色，
故答案為：紅褐色沉淀溶解，溶液呈黃色；
（4）⑦中生成沉淀K的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）若轉(zhuǎn)化③中，NO₂、H₂O、O₂三種物質(zhì)恰好發(fā)生化合反應(yīng)生成HNO₃，該反應(yīng)方程式為：4NO₂+2H₂O+O₂=4HNO₃，則反應(yīng)中D與O₂的物質(zhì)的量之比為4：1，
故答案為：4：1；
（6）轉(zhuǎn)化④中鋁離子和過量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，離子方程式為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．

點評 本題考查無機物的推斷，為高頻考點，把握物質(zhì)的性質(zhì)、常見離子之間反應(yīng)與現(xiàn)象推斷物質(zhì)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與推斷能力的考查，注意元素化合物知識與實驗的結(jié)合，題目難度不大．