Question

15．某廢水中可能含有下列離子中的若干種：Al³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-、CO₃^2-、NO₃^-、SO₄^2-、SiO₃^2-．現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
a．取溶液加入少量鹽酸，有無(wú)色氣體生成，該無(wú)色氣體遇空氣變成紅棕色
b．向a所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成
c．向a所得溶液中加入過量濃氨水，僅有紅褐色沉淀生成，過濾，在所得溶液中加入鹽酸至酸性時(shí)，再加入氫氧化鈉溶液，有藍(lán)色沉淀生成
已知：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-
請(qǐng)回答下列問題：
（1）該廢水中一定含有的離子是Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-；
（2）實(shí)驗(yàn)a中加入鹽酸生成無(wú)色氣體的離子方程式是3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）實(shí)驗(yàn)c中加入鹽酸至酸性的離子方程式是Cu（NH₃）₄²⁺+4H⁺=Cu²⁺+4NH₄⁺；
（4）過濾除去c中的藍(lán)色沉淀，調(diào)整溶液的pH為10.7左右時(shí)，加入鋁粉，反應(yīng)產(chǎn)生氨氣和氮?dú)獾捏w積比為1：4，其離子方程式為：Al+NO₃^-+OH^-→AlO₂^-+NH₃↑+N₂↑+H₂O（未配平）．若除去0.2molNO₃^-，消耗鋁9.6g．

Answer 1

分析 a．取溶液加入少量鹽酸，有無(wú)色氣體生成，該無(wú)色氣體遇空氣變成紅棕色，說明氣體為NO，則一定含有Fe²⁺、NO₃^-，則不含CO₃^2-、SiO₃^2-；
b．向a所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，應(yīng)生成硫酸鋇，則含有SO₄^2-；
c．向a所得溶液中加入過量濃氨水，僅有紅褐色沉淀生成，過濾，在所得溶液中加入鹽酸至酸性時(shí)，再加入氫氧化鈉溶液，有藍(lán)色沉淀生成，說明生成氫氧化銅，則含有Cu²⁺，以此解答該題．

解答 解：（1）由以上分析可知該廢水一定含有的離子是Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-，
故答案為：Fe²⁺、Cu²⁺、NO₃^-、SO₄^2-；
（2）取溶液加入鹽酸，有無(wú)色氣體生成，該無(wú)色氣體遇空氣變成紅棕色，說明是一氧化氮氧化為二氧化氮，則硝酸與亞鐵離子反應(yīng)生成NO和三價(jià)鐵離子、水，其離子方程式為3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）由題意可知溶液中存在Cu（NH₃）₄²⁺，加入酸生成Cu²⁺，反應(yīng)的離子方程式為Cu（NH₃）₄²⁺+4H⁺=Cu²⁺+4NH₄⁺，
故答案為：Cu（NH₃）₄²⁺+4H⁺=Cu²⁺+4NH₄⁺；
（4）反應(yīng)產(chǎn)生氨氣和氮?dú)獾捏w積比為1：4，則配平方程式為：16Al+9NO₃^-+7OH^-=16AlO₂^-+4N₂↑+NH₃↑+2H₂O；已知0.2molNO₃^-，
 16Al+9NO₃^-+7OH^-=16AlO₂^-+4N₂↑+NH₃↑+2H₂O
 16      9
n（Al） 0.2mol
n（Al）=$\frac{3.2}{9}$mol，
則Al的質(zhì)量為：$\frac{3.2}{9}$mol×27 g•mol^-1=9.6g
故答案為：9.6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)物的推斷及離子反應(yīng)，為高頻考點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)流程中的反應(yīng)、現(xiàn)象及離子推斷為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與推斷能力的考查，注意離子反應(yīng)及元素化合物知識(shí)的綜合應(yīng)用，題目難度不大．