Question

17．某溶液X含有H⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe₃⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-中的一種或幾種，取該溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和相關(guān)數(shù)據(jù)（氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定）如圖所示．

（1）通過上述實(shí)驗(yàn)過程，一定不存在的離子是CO₃^2-、SO₃^2-、NO₃^-．
（2）反應(yīng)①中生成A的離子方程式為3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（3）若測得X溶液中c（H⁺）=5mol/L，則X溶液中含（填“含”或“不含”）Fe³⁺，c（Fe³⁺）=1 mol/L（若填不含，則不需計(jì)算），X溶液中c（Cl^-）=14.5mol/L．

Answer 1

分析 在強(qiáng)酸性溶液中一定不會存在CO₃^2-和SO₃^2-離子，加入過量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀為BaSO₄沉淀，說明溶液中含有SO₄^2-離子，生成氣體A，A連續(xù)氧化生成D和E，則A為NO，D為NO₂，E為HNO₃，說明溶液中含有還原性離子，一定為Fe²⁺離子，溶液B中加入過量NaOH溶液，生成氣體F，則F為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺離子，溶液H中溶于CO₂氣體，生成沉淀I，則I為Al（OH）₃，H為NaAlO₂，沉淀G為Fe（OH）₃，說明溶液中含有Al³⁺離子，計(jì)算氫氧化鐵物質(zhì)的量和元溶液中亞鐵離子物質(zhì)的量判斷原溶液中含有Fe³⁺，溶液中含有Fe²⁺離子，就一定不含NO₃^-離子，已結(jié)溶液中電荷守恒計(jì)算確定是否含有的離子Cl^-，以此解答．

解答 解：在強(qiáng)酸性溶液中一定不會存在CO₃^2-和SO₃^2-離子，加入過量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀為BaSO₄沉淀，說明溶液中含有SO₄^2-離子，生成氣體A，A連續(xù)氧化生成D和E，則A為NO，D為NO₂，E為HNO₃，說明溶液中含有還原性離子，一定為Fe²⁺離子，溶液B中加入過量NaOH溶液，生成氣體F，則F為NH₃，說明溶液中含有NH₄⁺離子，溶液H中溶于CO₂氣體，生成沉淀I，則I為Al（OH）₃，H為NaAlO₂，沉淀G為Fe（OH）₃，說明溶液中含有Al³⁺離子，計(jì)算氫氧化鐵物質(zhì)的量和元溶液中亞鐵離子物質(zhì)的量判斷原溶液中含有Fe³⁺，溶液中含有Fe²⁺離子，就一定不含NO₃^-離子，結(jié)合溶液中陰陽離子電荷守恒計(jì)算確定是否含有的離子Cl^-，
（1）由以上分析可知一定不存在CO₃^2-、SO₃^2-、NO₃^-，故答案為：CO₃^2-、SO₃^2-、NO₃^-；
（2）①Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子，反應(yīng)的離子方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）A是NO物質(zhì)的量=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，F(xiàn)為NH₃物質(zhì)的量=$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，I為氫氧化鋁沉淀物質(zhì)的量=$\frac{0.78g}{78g/mol}$=0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=5mol/L×0.01L=0.05mol，根據(jù)反應(yīng)3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知Fe²⁺物質(zhì)的量為0.03mol；，G為氫氧化鐵物質(zhì)的量=$\frac{4.28g}{107g/mol}$=0.04mol，原溶液中含鐵離子物質(zhì)的量n（Fe³⁺）=0.01mol，c（Fe³⁺）=$\frac{0.01mol}{0.01L}$=1mol/L，溶液中正電荷為：n（Fe³⁺）+2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）+n（H⁺）=0.01×3+2×0.03mol+3×0.01mol+0.015mol+0.05mol=0.185mol；沉淀C為硫酸鋇，其物質(zhì)的量=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，n（SO₄^2-）=0.02mol，硫酸根離子所帶的負(fù)電荷為：0.02mol×2=0.04mol，電荷守恒可知含有Cl^-，n（Cl^-）=0.185mol-0.04mol=0.145mol，得到溶液中氯離子濃度c（Cl^-）=$\frac{0.145mol}{0.01L}$=14.5mol/L，
故答案為：含；1；14.5．

點(diǎn)評 本題考查無機(jī)物的推斷，根據(jù)物質(zhì)間發(fā)生反應(yīng)的特殊現(xiàn)象結(jié)合離子共存來分析解答，熟悉物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，根據(jù)溶液和硝酸鋇反應(yīng)生成氣體確定溶液中存在亞鐵離子，為解答本題的易錯點(diǎn)，熟練掌握離子共存的條件，靈活運(yùn)用知識解答，題目難度中等．