Question

19．某強(qiáng)酸性溶液X，含有Ba²⁺、Al³⁺、SiO₃^2-、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-中的一種或幾種離子，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(wèn)題：
（1）上述離子中，溶液X中肯定含有的是：SO₄^2-、Al³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺；不能肯定的是：Fe³⁺．對(duì)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F的電子式為：，實(shí)驗(yàn)中，可以觀察到反應(yīng)②的現(xiàn)象是：氣體由無(wú)色變成紅棕色．
（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 在強(qiáng)酸性溶液中氫離子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，硅酸根離子和氫離子反應(yīng)生成硅酸沉淀，所以一定不會(huì)存在CO₃^2-和SiO₃^2-離子；加入過(guò)量硝酸鋇生成沉淀，鋇離子和硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，說(shuō)明一定含有SO₄^2-，含有SO₄^2-離子就一定不含Ba²⁺離子；氣體A連續(xù)氧化生成D和E，則A為NO，D為NO₂，E為HNO₃，說(shuō)明溶液中含有還原性離子，一定為Fe²⁺，一定不含NO₃^-離子；溶液B中加入過(guò)量NaOH溶液，生成氣體F，則F為NH₃，說(shuō)明溶液中含有NH₄⁺；溶液H中溶于CO₂氣體，生成沉淀K，則K為Al（OH）₃，L為NaOH和NaAlO₂，說(shuō)明溶液中含有Al³⁺；溶液B中加入過(guò)量NaOH溶液，生成氣體F，NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，F(xiàn)e²⁺離子被氧化為Fe³⁺，加入NaOH溶液后生成Fe（OH）₃，溶液H中溶于CO₂氣體，生成沉淀K，則K為Al（OH）₃，L為NaOH和NaAlO₂，說(shuō)明溶液中含有Al³⁺，實(shí)驗(yàn)中，可以觀察到反應(yīng)②的現(xiàn)象是無(wú)色一氧化氮變?yōu)榧t棕色二氧化氮?dú)怏w．

解答 解：在強(qiáng)酸性溶液中氫離子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，硅酸根離子和氫離子反應(yīng)生成硅酸沉淀，所以一定不會(huì)存在CO₃^2-和SiO₃^2-離子；加入過(guò)量硝酸鋇生成沉淀，鋇離子和硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，說(shuō)明一定含有SO₄^2-，含有SO₄^2-離子就一定不含Ba²⁺離子；氣體A連續(xù)氧化生成D和E，則A為NO，D為NO₂，E為HNO₃，說(shuō)明溶液中含有還原性離子，一定為Fe²⁺，一定不含NO₃^-離子；溶液B中加入過(guò)量NaOH溶液，生成氣體F，則F為NH₃，說(shuō)明溶液中含有NH₄⁺；溶液H中溶于CO₂氣體，生成沉淀K，則K為Al（OH）₃，L為NaOH和NaAlO₂，說(shuō)明溶液中含有Al³⁺；溶液B中加入過(guò)量NaOH溶液，生成氣體F，NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，F(xiàn)e²⁺離子被氧化為Fe³⁺，加入NaOH溶液后生成Fe（OH）₃，溶液H中溶于CO₂氣體，生成沉淀K，則K為Al（OH）₃，L為NaOH和NaAlO₂，說(shuō)明溶液中含有Al³⁺，實(shí)驗(yàn)中，可以觀察到反應(yīng)②的現(xiàn)象是無(wú)色一氧化氮變?yōu)榧t棕色二氧化氮?dú)怏w．
（1）上述離子中，溶液X中肯定含有的是：SO₄^2-、Al³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺，不能肯定的是：Fe³⁺，檢驗(yàn)用硫氰化鉀溶液，取少量X溶液放在試管中，加入幾滴KSCN，溶液變紅色說(shuō)明有Fe³⁺，反之無(wú)Fe³⁺；故答案為：SO₄^2-、Al³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺； Fe³⁺； ⑤；
（2）F為NH₃，是共價(jià)化合物，電子式為：，A為NO，D為NO₂，轉(zhuǎn)化過(guò)程中氣體由無(wú)色變成紅棕色，故答案為：氣體由無(wú)色變成紅棕色；
（3）溶液加入過(guò)量硝酸鋇，鋇離子和硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，同時(shí)溶液中亞鐵離子和硝酸之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案為：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子共存、離子的檢驗(yàn)，根據(jù)物質(zhì)間發(fā)生反應(yīng)的特殊現(xiàn)象結(jié)合離子共存來(lái)分析解答，熟悉物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，題目難度中等．