Question

3．某強(qiáng)酸性溶液X中含Ba²⁺、Al³⁺、SiO₃^2-、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-中的一種或者幾種離子，取溶液進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn)，能實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：

依據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1）上述離子中，溶液X中肯定含有的是：Al³⁺、SO₄^2-、NH₄⁺、Fe²⁺；不能肯定的是：Fe³⁺．對不能確定是否存在的離子，可以另取X溶液于一支試管中，選擇下列試劑中的一種加入X溶液中，根據(jù)現(xiàn)象就可判斷，則該試劑是：⑤．（選填：①NaOH溶液，②酚酞試劑，③石蕊試劑，④pH試紙，⑤KSCN溶液，⑥KMnO₄溶液）
（2）氣體D的化學(xué)式為：NH₃，沉淀E的化學(xué)式為：Fe（OH）₃，沉淀H的化學(xué)式為：Al（OH）₃；
（3）寫出步驟①所有發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓、3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

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，則溶液含有SO₄^2-，不存在和硫酸根離子反應(yīng)的Ba²⁺，則C是BaSO₄，X與硝酸鋇溶液反應(yīng)同時(shí)生成氣體A，酸性條件下硝酸根離子具有強(qiáng)氧化性，由給出的離子可知，X溶液中存在Fe²⁺，則X溶液不存在NO₃^-，故A是NO；溶液B中加入氫氧化鈉溶液時(shí)，產(chǎn)生氣體D，則X溶液中含有NH₄⁺，D是NH₃，由于溶液B中存在Fe³⁺，沉淀E是Fe（OH）₃，G為FeCl₃；溶液F中通入過量二氧化碳生成沉淀，由給出的離子可知，則X溶液中存在Al³⁺，沉淀H是Al（OH）₃，溶液I是NaHCO₃，不能確定X溶液中是否含有Fe³⁺，據(jù)此解答．

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，則溶液含有SO₄^2-，不存在和硫酸根離子反應(yīng)的Ba²⁺，則C是BaSO₄，X與硝酸鋇溶液反應(yīng)同時(shí)生成氣體A，酸性條件下硝酸根離子具有強(qiáng)氧化性，由給出的離子可知，X溶液中存在Fe²⁺，則X溶液不存在NO₃^-，故A是NO；溶液B中加入氫氧化鈉溶液時(shí)，產(chǎn)生氣體D，則X溶液中含有NH₄⁺，D是NH₃，由于溶液B中存在Fe³⁺，沉淀E是Fe（OH）₃，G為FeCl₃；溶液F中通入過量二氧化碳生成沉淀，由給出的離子可知，則X溶液中存在Al³⁺，沉淀H是Al（OH）₃，溶液I是NaHCO₃，不能確定X溶液中是否含有Fe³⁺，
（1）由上述分析可知，溶液X中肯定含有上述離子中的SO₄^2-、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺；不能確定是否含有的離子Fe³⁺，確定陽離子Fe³⁺是否存在：取少量X與與試管中，加入幾滴KSCN溶液，溶液不顯血紅色說明無Fe³⁺，若變血紅色證明含有Fe³⁺，其它試劑不能檢驗(yàn)Fe³⁺，
故答案為：Al³⁺、SO₄^2-、NH₄⁺、Fe²⁺；Fe³⁺；⑤；
（2）由上述分析可知，氣體D的化學(xué)式為：NH₃，沉淀E的化學(xué)式為：Fe（OH）₃，沉淀H的化學(xué)式為：Al（OH）₃，
故答案為：NH₃；Fe（OH）₃；Al（OH）₃；
（3）步驟①在強(qiáng)酸性溶液中加入過量硝酸鋇，鋇離子和硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，發(fā)生離子反應(yīng)為：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，二價(jià)鐵離子具有還原性，硝酸具有氧化性，二價(jià)鐵離子被硝酸氧化生成三價(jià)鐵離子，硝酸被還原成一氧化氮，發(fā)生離子反應(yīng)為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

點(diǎn)評 本題考查離子檢驗(yàn)、無機(jī)物推斷，關(guān)鍵是根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷存在的離子，需要學(xué)生熟練中元素化合物知識，難度中等．