Question

某强酸性溶液X，可能含有Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2－、SO₄^2－、SiO₃^2－、NO₃^－中的一种或几种离子，取该溶液进行实验，其现象及转化如下图。反应过程中有一种气体是红棕色。请回答下列问题：

（1）依题意不进行实验即可判断溶液X中一定不存在的离子有             。

（2）下列结论正确的是             （填序号）。

A．X中肯定存在Fe²⁺、Al³⁺、NH₄⁺

B．气体F经催化氧化可直接生成气体D

C．沉淀C一定是BaSO₄、沉淀G一定是Fe(OH)₃、沉淀K可能有Al(OH)₃

D．溶液X中，一定没有NO₃^－

（3）产生气体A的离子方程式为           。

（4）转化⑥发生反应的现象为              。

（5）转化③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为          。

（6）对不能确定是否存在的离子，如何确定其是否存在？            （简述操作过程）

Answer

（1）CO32－、SiO32－

（2）CD（3）3Fe2++NO3－+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O

（4）红褐色沉淀溶解，溶液变为黄色（5）1:4

（6）可以另取X溶液，先加入KSCN溶液，若溶液变为血红色则有Fe3+，再向溶液中逐滴加入NaOH溶液，有沉淀生成，持续滴加过量NaOH，沉淀减小但不消失则有Al3+

【解析】

试题分析：某强酸性溶液X，则溶液中不存在弱酸根离子CO32-、SiO32-，溶液和硝酸钡溶液反应生成沉淀C，则溶液一定存在SO42-，不存在和硫酸根离子反应的Ba2+，C是BaSO4；酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，所以溶液中Fe2+和NO3-不能共存，加入硝酸钡产生气体，则溶液中存在Fe2+，不存在NO3-，A是NO；溶液B中加入氢氧化钠溶液时，产生气体F，则溶液中含有NH4+，F是NH3，产生沉淀，则溶液中存在Fe3+，沉淀G是Fe（OH）3，氢氧化铁和盐酸反应生成FeCl3，则J是FeCl3，溶液H中通入二氧化碳生成沉淀，开始加入硝酸钡溶液引入了钡离子，该沉淀为BaCO3 ，若原溶液中存在Al3+，沉淀K中也有Al（OH）3，溶液L是碳酸钠或NaHCO3；A是NO，则D是NO2，二氧化氮化和水反应生成硝酸和NO，则E是HNO3，硝酸和氨气反应生成硝酸铵，则I是NH4NO3。

（1）由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在弱酸根离子，所以不存在的离子有CO32-、SiO32-。

（2）强酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，如果存在硝酸根离子，则不存在亚铁离子，加入硝酸钡溶液时不能产生气体，所以溶液X中一定没有NO3-，根据上述分析，一定有Fe2＋、SO42-、NH4＋ ，A项错误、D项正确；气体F为NH3，氨气经催化氧化可生成NO，不能生成NO2，B项错误；C．沉淀C一定是BaSO4、沉淀G一定是Fe(OH)3、沉淀K可能是Al(OH)3，C项正确；答案选CD。

（3）亚铁离子和硝酸反应生成铁离子、一氧化氮和水，离子反应方程式为3Fe2++NO3－+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O。

（4）氢氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，氢氧化铁为红褐色沉淀，氯化铁溶液呈黄色，所以看到的现象是：红褐色沉淀逐渐溶解，溶液变为黄色。

（5））若转化③中，NO2、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应生成HNO3，该反应方程式为：4NO2+2H2O+O2= 4HNO3，则反应中NO2与O2的物质的量之比为4：1。

（6）根据上述分析，溶液中一定不存在CO32-、SiO32-和NO3-，一定存在Fe2＋、SO42-、NH4＋，可能存在Fe3＋或Al3＋，对不能确定是否存在的离子，确定其存在与否的操作为另取X溶液，先加入KSCN溶液，若溶液变为血红色则有Fe3+，再向溶液中逐滴加入NaOH溶液，有沉淀生成，持续滴加过量NaOH，沉淀减小但不消失则有Al3+。

考点：考查无机物的推断。