Question

11．某溶液主要含下表離子中的5種，且各種離子的物質(zhì)的量均為1mol．
陽離子 K⁺、Ba²⁺Fe²⁺Al³⁺  Fe³⁺   Mg²⁺
陰離子 OH^-HCO₃^-  CO₃^2-  Cl^-NO₃^-     SO₄^2-
若向原溶液中加入足量的鹽酸，有氣體生成．經(jīng)分析知：反應(yīng)后的溶液中的陰離子的種類沒有變化．
（1）溶液中一定不 （填“一定”，“一定不”，“可能”）含有HCO₃^- 或 CO₃^2-，理由是HCO₃^-或CO₃^2-都可與H⁺反應(yīng)，造成陰離子種類改變．
（2）原溶液中主要陰離子為Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-，主要陽離子為Fe²⁺、Mg²⁺．
（3）向原溶液中加入足量的鹽酸，有無色氣體生成的離子方程式為3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（4）若向原溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，充分反應(yīng)后將沉淀過濾，洗滌，干燥并灼燒至恒重，得到固體的質(zhì)量為120 g．

Answer 1

分析 向溶液中加入足量的鹽酸，有氣體生成，且反應(yīng)溶液中陰離子的種類沒有變化，產(chǎn)生氣體若是二氧化碳，則碳酸根離子或碳酸氫根離子會(huì)發(fā)生變化，所以原溶液中一定不存在HCO₃^-與CO₃^2-，產(chǎn)生的氣體應(yīng)該為NO，原溶液中一定存在Fe²⁺、NO₃^-，酸性環(huán)境下生成的一氧化氮；加入鹽酸，溶液中陰離子種類不變，所以原來溶液中含有Cl^-，若只含有氯離子和硝酸根離子，二者的量均為1mol，而溶液中含有5種離子，則不滿足電荷守恒，所以還含有硫酸根離子，再根據(jù)電荷守恒確定還含有一種帶有兩個(gè)正電荷的鎂離子，所以含有的五種離子為：Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-；Fe²⁺、Mg²⁺，根據(jù)以上分析進(jìn)行解答各題．

解答 解：向溶液中加入足量的鹽酸，有氣體生成，且反應(yīng)溶液中陰離子的種類沒有變化，如果產(chǎn)生氣體為二氧化碳，則碳酸根離子或碳酸氫根離子會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致陰離子濃度發(fā)生變化，所以原溶液中一定不存在HCO₃^-與CO₃^2-，產(chǎn)生的氣體應(yīng)該為NO，原溶液中一定存在：Fe²⁺、NO₃^-，酸性環(huán)境下發(fā)生反應(yīng)一氧化氮；
由于加入鹽酸，溶液中陰離子種類不變，所以原來溶液中含有Cl^-，若只含有氯離子和硝酸根離子，二者的量均為1mol，帶有22mol負(fù)電荷，與1mol亞鐵離子帶有的正電荷相等；而溶液中含有5種離子，所以一定還含有剩余的唯一陰離子SO₄^2-，再根據(jù)電荷守恒確定還含有一種帶有兩個(gè)正電荷的Mg²⁺，所以含有的五種離子為：Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-；Fe²⁺、Mg²⁺；
（1）根據(jù)以上分析可知，溶液中一定不存在HCO₃^-或CO₃^2-，原因?yàn)椋篐CO₃^-或CO₃^2-都可與H⁺反應(yīng)，造成陰離子種類改變，
故答案為：一定不；HCO₃^-或CO₃^2-都可與H⁺反應(yīng)，造成陰離子種類改變；
（2）根據(jù)分析可知，溶液中一定存在的陰離子為：Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-；一定存在的陽離子為：Fe²⁺、Mg²⁺，
故答案為：Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-；Fe²⁺、Mg²⁺；
（3）向原溶液中加入足量的鹽酸，有無色氣體為一氧化氮，反應(yīng)離子方程式為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）若向原溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，充分反應(yīng)后將沉淀過濾、洗滌、干燥灼燒到恒重，得到固體是三氧化二鐵以及氧化鎂，根據(jù)原子守恒，則生成0.5molFe₂O₃和1mol的MgO，總質(zhì)量為：0.5mol×160g/mol+1mol×40g/mol=120g，
故答案為：120．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子性質(zhì)的應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)方案的推斷和分析判斷，為高頻考點(diǎn)，注意把握離子共存和離子變化特征，元素守恒和溶液中電荷守恒的計(jì)算應(yīng)用是判斷的關(guān)鍵，題目難度中等．