Question

(12分)某強酸性溶液X中僅含有Ba2＋、Al3＋、NH4＋、Fe2＋、Fe3＋、CO32－、SO32－、SO42－、Cl－、NO3－中的一種或幾種，取該溶液進(jìn)行連續(xù)實驗，實驗過程如下：

根據(jù)以上信息，回答下列問題:

（1）僅根據(jù)上述連續(xù)實驗不能確定溶液X中是否含有的陽、陰離子分別是_____________。

（2）用離子方程表達(dá)下列反應(yīng):

①中生成氣體A:___________ 。②中生成溶液H:____________ 。

（3）若②中所用氫氧化鈉濃度為2mol/L，當(dāng)加入l0 ml時開始產(chǎn)生沉淀，55 ml時沉淀的量達(dá)到最大值0.03 mol，繼續(xù)滴加沉淀的量保持不變，隨后再滴加沉淀部分溶解，到60ml時沉淀的量降為0.025 mol且保持不變，則原溶液中c（Fe2+）為___________mol/L、c（Fe3+）為___________mol/L、c（Cl-）為___________mol/L。(若有些離子不存在，請?zhí)? mol/L)

Answer 1

(每空2分，共12分) （1） Fe3+ 、Cl-

（2） 3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O ；Al3+ +4OH-＝AlO2-+2H2O

（3）0.15 0.1 0.2

【解析】

試題分析：由于CO32－、SO32－會與H+發(fā)生反應(yīng)，所以在強酸性溶液X中不可能含有CO32－、SO32－；向100ml的該溶液中加入過量的Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生白色沉淀C是BaSO4，n(BaSO4)=9.32g÷233g/mol=0.04mol；說明含有SO42－，由于SO42－與Ba2＋會發(fā)生沉淀反應(yīng)不能大量共存，所以不含Ba2＋；向100ml的該溶液中加入過量的Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生氣體A112ml，說明在溶液中含有還原性的離子Fe2＋，由于在酸性條件下，F(xiàn)e2＋、H+、NO3-會發(fā)生反應(yīng)不能大量共存，所以不含NO3-；反應(yīng)產(chǎn)生的氣體A是NO，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可得3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O，n(NO)=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol；則n(Fe2+)=0.015mol；NO與氧氣發(fā)生反應(yīng)變?yōu)镈：NO2，NO2和水發(fā)生反應(yīng) 產(chǎn)生E：HNO3；向溶液B中加入NaOH溶液，加熱反應(yīng)產(chǎn)生的氣體F是NH3；則在原溶液中含有NH4＋，n(NH4＋)= 0.112L÷22.4L/mol =0.005mol；由于在原溶液中含有Fe2+被硝酸氧化形成Fe3+，則產(chǎn)生沉淀G含有Fe(OH)3;向所得的溶液中通入過量的CO2，產(chǎn)生沉淀I是Al(OH)3，在溶液H中含有AlO2-,則在原溶液中含有Al3＋；Al3+變?yōu)锳lO2-的方程式是：Al3+ +4OH-＝AlO2-+2H2O。溶液J中含有NaHCO3、Ba(HCO3)2。終上所述可知在原溶液中一定含有的離子是：Al3＋、NH4＋、Fe2＋、SO42－，一定不含有的離子是NO3－、CO32－、SO32－、Ba2＋，不能確定是否存在的離子是Cl－、Fe3＋；（2）①中生成氣體A的離子方程是3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++ NO↑+ 2H2O ；②中生成溶液H的離子方程式是Al3+ +4OH-＝AlO2-+2H2O；（3）若②中所用氫氧化鈉濃度為2mol/L，當(dāng)加入l0 ml時開始產(chǎn)生沉淀，n(H+)=2mol/L×0.01L=0.02mol；n(Fe3+)+n(Al3+)=0.03 mol， n(Al3+)=n(Al(OH)3)= 0.005mol，所以在溶液B中含有n(Fe3+)=0.025 mol，由于發(fā)生反應(yīng)3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O，n(NO)=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol；則在原溶液中含有Fe2+的物質(zhì)的量是：n(Fe2+)=0.015mol；則原溶液中含有Fe3+的物質(zhì)的量是0.025 mol -0.015mol=0.01mol，則c（Fe2+）= n(Fe2+)÷V=0.015mol÷0.1L=0.15mol/L；c（Fe3+）=n(Fe3+)÷V=0.01mol÷0.1L=0.1mol/L;根據(jù)電荷守恒可確定在溶液中含有的Cl-的物質(zhì)的量。1×n(Cl-)+2×n(SO42－) =1×n(H+)+ 3×n(Al3+)+ 3×n(Fe3+)+ 2×n(Fe2+)+ 1×n(NH4＋)。n(Cl-)+2×0.04mol=0.02mol+3×0.005mol+3×0.01mol+2×0.015mol+0.005mol，解得n(Cl-)= 0.02mol，所以c(Cl-)=0.02mol÷0.1L=0.2mol/L。

考點：考查溶液成分的確定、離子共存、離子方程式的書寫的知識。