Question

某强酸性透明溶液X含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-中的一种或几种，取该溶液进行连续实验，实验内容如下：

根据以上信息，回答下列问题：

（1）上述离子中，溶液X中除H⁺外还肯定含有的离子是___________________，不能确定是否含有的离子是________________________．

（2）沉淀G的化学式为________________________________．

（3）写出有关离子方程式：反应①中生成A________________________________．反应②__________________．

（4）溶液E浓度不同时与金属镁反应产物也不同，若参加反应的镁与E物质的量之比为2：5，则反应的化学方程式为________________________________________.

Answer

Al3+ 、NH4+、Fe2+ 、SO42- Cl- Fe(OH)3 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- 4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+N2O↑+5H2O

【解析】（1）、在强酸性溶液中一定不会存CO32-、SO32-在离子，加入过量的硝酸钡溶液生成沉淀，则该沉淀是BaSO4，说明溶液中含有SO42-，则一定不含有Ba2＋；生成的气体A连续与氧气反应生成D和E，则A为NO，D为NO2，E为HNO3，说明溶液中含有还原性的离子，则一定为Fe2＋，因溶液中含有Fe2＋，则在酸性溶液中一定不含有NO3－；溶液B中加入过量的NaOH溶液，生成气体F，则F为NH3，说明溶液中含有NH4＋，溶液H中通入过量的CO2，生成沉淀I，则I为Al(OH)3，H为NaOH和NaAlO2，说明溶液中含有Al3＋；此时无法确定的是Cl－。因此溶液中肯定含有的离子是：Al3+ 、NH4+、Fe2+ 、SO42-，无法确定是否含有的离子是Cl－。

（2）、溶液中的Fe2＋在酸性条件下被NO3－氧化生成了Fe3＋，加入NaOH溶液后生成了Fe(OH)3，故答案是Fe(OH)3。

（3）、根据上述分析，反应①是3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O，反应②是：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。

（4）、根据（1）中分析可知，溶液E为硝酸溶液，设Mg为2mol，则硝酸为5mol，2mol的Mg完全反应失去4mol电子，同时生成2mol的Mg(NO3)2，则生成2mol的Mg(NO3)2 ，根据原子守恒规律，未作氧化剂的HNO3是4mol。根据得失电子守恒，剩余的1molHNO3应得到4mol电子，则N原子从+5价降低到+1价，HNO3生成的还原产物是N2O，因此反应的化学方程式是：4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+N2O↑+5H2O。