Question

(1)有一瓶无色澄清溶液，其中可能含H⁺、Na⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Cl⁻、SO₄²⁻、CO₃²⁻离子。现进行以下实验：

A、用pH试纸检验溶液，发现溶液呈强酸性；

B、取部分溶液逐滴加入NaOH溶液，使溶液由酸性变为碱性，无沉淀产生；

C、取少量B中的碱性溶液，滴加Na₂CO₃溶液，有白色沉淀产生。

①根据上述事实确定：该溶液中肯定存在的离子有_________________________；

肯定不存在的离子有___________________________。

②写出C中发生反应的离子方程式________________________________。

(2)①还原铁粉与高温水蒸气反应的化学方程式：_____________________________；

②除去Mg粉中的Al粉的试剂是__________________，反应的离子方程式为：___________________________________；

(3)高铁酸钠（Na₂FeO₄）具有强氧化性，可对自来水进行消毒、净化。高铁酸钠可用氢氧化铁和次氯酸钠在碱性介质中反应得到，请补充并配平下面离子方程式。

____Fe(OH)₃ +____ClO^－+____OH^－ =__FeO₄^2－＋___Cl^－+_____   _______

(4)在反应11P+15CuSO₄+24H₂O=5Cu₃P+6H₃PO₄+15H₂SO₄中，氧化剂是___________；

当有2mol H₃PO₄生成，转移的电子的物质的量为__________________.

Answer

H+、Ba2+、Cl− Mg2+、SO42−、CO32− Ba2+ + CO32− = BaCO3↓ 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 NaOH溶液 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 2 3 4 2 3 5 H2O P、CuSO4 10mol

【解析】

根据离子反应原理及反应现象分析溶液中存在的离子；根据铁的化学性质书写相关反应方程式，根据Al的两性分析除杂的方法；根据电子转移守恒配平氧化还原反应；根据化合价变化判断氧化剂还原剂并计算电子转移数目。

(1)由“澄清溶液”得，原溶液没有相互反应的离子：A、用pH试纸检验溶液，发现溶液呈强酸性，则一定存在H+离子，排除与强酸反应的CO32−离子存在，所以阴离子可能是Cl−或SO42−或Cl−和SO42-；B、取部分溶液逐滴加入NaOH溶液，使溶液由酸性变为碱性，无沉淀产生，则无Mg2+存在；C、取少量B中的碱性溶液，滴加Na2CO3溶液，有白色沉淀产生，则原溶液中含有Ba2+，不含与Ba2+反应的SO42-，所以原溶液中存在的阴离子是Cl−；①通过以上分析，该溶液中肯定存在的离子有 H+、Ba2+、Cl−；肯定不存在的离子有Mg2+、SO42−、CO32−；

②C中发生离子反应是Ba2+和CO32−生成BaCO3沉淀的反应,离子反应为Ba2+ + CO32− = BaCO3↓；

故答案为： H+、Ba2+、Cl−； Mg2+、SO42−、CO32− ；Ba2+ + CO32− = BaCO3↓；

(2)①还原铁粉与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2；

②Mg粉中的Al与氢氧化钠溶液反应，而Mg不溶于碱液，可以用氢氧化钠溶液除去Mg粉中的Al粉，反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；

故答案为：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2；NaOH溶液；2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；

(3)根据原子守恒知生成物中还有产物H2O，铁元素化合价由+3升高为+6，失去3mol电子，氯元素化合价由+1降低为-1，得2mol电子，取最小公倍数，氢氧化铁与高铁酸根前系数为2，次氯酸跟与氯离子前系数为3，再根据电荷守恒及原子守恒配平得2Fe(OH)3 +3ClO－+4OH－ =2FeO42－＋3Cl－+5H2O，故答案为： 2； 3；4； 2；3； 5； H2O；

(4)Cu3P中P元素化合价为-3，H3PO4中P元素化合价为+5，所以P既是氧化剂又是还原剂，Cu元素化合价由CuSO4中的+2降低为Cu3P中+1，所以CuSO4是氧化剂；当有2mol H3PO4生成，转移的电子的物质的量为2mol×(+5-0)=10mol，故答案为：P、CuSO4 ； 10mol。