Question

某強酸性溶液X，含有Ba²⁺、Al³⁺、SiO₃^2-、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-中的一種或幾種離子，取溶液進行連續(xù)實驗，能實現(xiàn)如下轉化：



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：______，不能肯定的是：______．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：______
 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的化學式為：______，沉淀G的化學式為：______，沉淀K的化學式為：______，實驗中，可以觀察到反應②的現(xiàn)象是：______．
（3）寫出步驟①所有發(fā)生反應的離子方程式______、______．
（4）要使步驟③中，D、H₂O、O₂三種物質恰好發(fā)生化合反應，則D、H₂O、O₂物質的量之比是：______．

Answer 1

（1）在強酸性溶液中氫離子和碳酸根離子反應生成二氧化碳和水，硅酸根離子和氫離子反應生成硅酸沉淀，所以一定不會存在CO₃^2-和SiO₃^2-離子；
加入過量硝酸鋇生成沉淀，鋇離子和硫酸根離子反應生成硫酸鋇沉淀，說明一定含有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中加入過量NaOH溶液，生成氣體F，則F為NH₃，說明溶液中含有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，說明溶液中含有Al³⁺；
不能確定是否含有的離子Fe³⁺，檢驗用硫氰化鉀溶液，取少量X溶液放在試管中，加入幾滴KSCN，溶液變紅色說明有Fe³⁺，反之無 Fe³⁺；
故答案為：SO₄^2-、Al³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺；Fe³⁺；⑤；
（2）溶液B中加入過量NaOH溶液，生成氣體F，NH₄⁺+OH^-=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，說明溶液中含有Al³⁺；實驗中，可以觀察到反應②的現(xiàn)象是無色一氧化氮變?yōu)榧t棕色二氧化氮氣體，
故答案為：NH₃；Fe（OH）₃；Al（OH）₃；氣體由無色變紅棕色；
（3）步驟①在強酸性溶液中加入過量硝酸鋇，鋇離子和硫酸根離子反應生成硫酸鋇沉淀，Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，二價鐵離子具有還原性，硝酸具有氧化性，二價鐵離子被硝酸氧化生成三價鐵離子，硝酸被還原成一氧化氮，一氧化氮在空氣中被氧化成紅棕色的二氧化氮，
故答案為：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）步驟③中，D為NO₂、H₂O、O₂三種物質恰好發(fā)生化合反應，二氧化氮中的氮為+4價，在水中，易被氧氣氧化成+5價的氮，反應方程式為4NO₂+2H₂O+O₂=4HNO₃，則D、H₂O、O₂物質的量之比是4：2：1，故答案為：4：2：1．