Question

7．某強酸性溶液X含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-中的一種或幾種，取該溶液進行連續(xù)實驗，實驗內容如下：

根以上信息，回答下列問題：
（1）Fe在元素周期表中的位置第四周期第Ⅷ族
（2）上述離子中，溶液X中除H⁺外還肯定含有的離子是Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-，不能確定是否含有的離子（Q）是Fe³⁺、Cl^-，若要確定該Q（若不止一種，可任選一種）不存在，最可靠的化學方法是取原溶液少量于試管中，滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀則證明存在Cl^-或取原溶液少量于試管中，滴加KSCN溶液，若變紅，則證明存在Fe³⁺（寫出一種即可）．
（3）沉淀G的化學式為Fe（OH）₃．
（4）寫出有關離子方程式：
①中生成A3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．  ②AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（5）假設測定A、F、I均為0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，當沉淀C物質的量＜0.07mol，表明Q離子一定是Cl^-．

Answer 1

分析 在強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，說明溶液中含有Al³⁺離子，溶液中含有Fe²⁺離子，就一定不含NO₃^-離子，含有SO₄^2-離子就一定不含Ba²⁺離子，不能確定是否含有的離子Fe³⁺和Cl^-，以此解答（1）到（4）題，根據(jù)溶液電中性解答（5）題．

解答 解：（1）鐵的核電荷數(shù)26，核外有四個電子層，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，故答案為：第四周期第Ⅷ族；
（2）在強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NaOH和NaAlO₂，說明溶液中含有Al³⁺離子，溶液中含有Fe²⁺離子，就一定不含NO₃^-離子，含有SO₄^2-離子就一定不含Ba²⁺離子，不能確定是否含有的離子Fe³⁺和Cl^-，檢驗方法是取少量X溶液放在試管中，加入幾滴KSCN，溶液不變紅色說明無Fe³⁺； 或者取少量B溶液放在試管中，加入幾滴AgNO₃溶液，無白色沉淀說明無Cl^-，滴加KSCN溶液，若變紅，則證明存在Fe³⁺，故答案為：Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；Fe³⁺、Cl^-；取原溶液少量于試管中，滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀則證明存在Cl^-或取原溶液少量于試管中，滴加KSCN溶液，若變紅，則證明存在Fe³⁺（寫出一種即可）；
（3）Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子，加入NaOH溶液后生成Fe（OH）₃，故答案為：Fe（OH）₃；  
（4）①Fe²⁺離子被氧化為Fe³⁺離子，反應的離子方程式為3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
②H為NaOH和NaAlO₂混合物，通入過量二氧化碳后分別發(fā)生的反應為：CO₂+OH^-=HCO₃^-，AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）A、F、I均為0.01mol，10mL X溶液中n（H⁺）=0.04mol，根據(jù)反應3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，可知離子為0.03mol，根據(jù)溶液電中性可知：2n（Fe²⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-），n（SO₄^2-）=$\frac{2×0.03mol+3×0.01mol+0.01mol+0.04mol}{2}$=0.07mol，當沉淀C物質的量＞0.07mol時一定含有Fe³⁺離子，反之，含有Cl^-離子，即當沉淀C物質的量n＜0.07mol，表明氯離子一定存在，故答案為：Cl^-．

點評 本題為考查離子組推斷題，題目具有一定難度，本題解答時一定要緊扣反應現(xiàn)象，推斷各離子存在的可能性，本題易錯點為（5）題，注意溶液電中性的利用．