Question

【題目】某工業廢水中僅含下表離子中的5種(不考慮水的電離及離子的水解)，且各種離子的物質的量濃度相等，均為0.1 mol/L。

陽離子	K＋、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、Fe2＋
陰離子	Cl－、、、、

某同學欲探究廢水的組成，進行了如下實驗：

①用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰(透過藍色鈷玻璃觀察)。

②取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化。

③另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變。

④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

請推斷：

(1)由①、②、③判斷，溶液中一定不含有的陰離子是______________，一定不含有的陽離子是_____________(寫離子符號)。

(2)③中加入少量鹽酸生成無色氣體的離子方程式是___________________________，④中生成白色沉淀的離子方程式是___________________________。

(3)將③中所得紅棕色氣體通入水中，氣體變無色，所發生反應的化學方程式為__________________________。

(4)該同學最終確定原溶液中所含陰離子是___________，陽離子是________________寫離子符號)。

Answer 1

【答案】、 K＋、Fe3＋ 3Fe2＋＋＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O Ba2＋＋=BaSO4↓ 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO Cl－、、 Fe2＋、Mg2＋

【解析】

用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒,無紫色火焰(透過藍色鈷玻璃觀察)，說明沒有K+；

②取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化，說明沒有Fe3+；

③另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變,說明Fe2+與NO3和H+反應生成NO，即溶液中有Fe2+、NO3，加鹽酸溶液中陰離子種類不變，說明原溶液中有Cl無，加鹽酸溶液依然澄清說明沒有SiO32；

④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，說明有SO42；

(1)由①、②、③判斷，溶液中一定不含有的陽離子是K+、Fe3+，一定不含有的陽離子是、SiO32；故答案為：、SiO32；K+、Fe3+；

(2) ③中加入少量鹽酸生成無色氣體，是Fe2+與NO3和H+反應生成NO，其離子方程式：3Fe2++NO3+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O；

故答案為：3Fe2++NO3+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O；

(3)將③中所得紅棕色氣體為二氧化氮，通入水中，與水反應生成NO，氣體變無色，所發生的化學方程式為3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，離子方程式是Ba2＋＋=BaSO4↓；

故答案為：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO；Ba2＋＋=BaSO4↓；

(4)由以上推斷可知溶液中陰離子為Cl、NO3、SO42，且各為0.1mol/L；已經推斷出的陽離子是Fe2+，其濃度為0.1mol/L，由電荷守恒可知溶液中還有一種+2價陽離子，所以還有Mg2＋，所以甲同學最終確定原溶液中所含陽離子是：Fe2+、Mg2＋；陰離子是：Cl、NO3、SO42；

故答案為：、NO3、SO42、Cl； Fe2+、Mg2＋