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0.1mol/L。

甲同學欲探究廢水的組成，進行了如下實驗：

Ⅰ．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）。

Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化。

Ⅲ．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。

Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

請推斷：

（1）由Ⅰ、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是_________（寫離子符號）。

（2）Ⅲ中加入少量鹽酸生成無色氣體的的離子方程式是__________________。

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

（4）甲同學最終確定原溶液中所含陽離子是__________，陰離子是_________（寫離子符號）。

Answer 1

【答案】 K+、Fe3+ 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O 3NO2+H2O=2HNO3+NO Fe2+、Cu2+ Cl-、NO3-、SO42-

【解析】（1）焰色反應未見紫色，說明溶液中無K+，加KSCN溶液無明顯變化，說明無Fe3+，故由Ⅰ、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是：K+和Fe3+。

（2）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，可知無色氣體為NO，所以溶液中一定含有NO3-，同時還必須含有一種具有還原性的離子，則溶液中含有Fe2+，發生的反應的離子方程式為：3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O。

（3）Ⅲ中所得紅棕色氣體為NO2，與水反應的化學方程式為：3NO2+H2O=2HNO3+NO。

（4）由Ⅰ、Ⅱ已知一定沒有K+和Fe3+，由Ⅲ可知一定含有Fe2+，則一定不含CO32-，根據加酸，溶液仍澄清可知不含SiO3-，加鹽酸后溶液中的陰離子種類不變，所以溶液中一定含有Cl-，加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，可知原溶液中含有SO42-，故溶液中肯定含有的離子有：Fe2+、NO3-、Cl-、SO42-，因為含有5種離子且離子濃度相等，根據溶液顯電中性可知一定含有Cu2+，因此含有的5種離子為Fe2+、NO3-、Cl-、SO42-、Cu2+，其他離子均不存在。甲同學最終確定原溶液中所含陽離子是Fe2+、Cu2+，陰離子是Cl-、NO3-、SO42-。