問題詳情:
某強**溶液X中僅含有Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、NO3-中的一種或幾種,取該溶液進行連續實驗,實驗過程如下:
根據以上信息,回答下列問題:
(1)僅根據上述連續實驗不能確定溶液X中是否含有的陽、*離子分別是_____________。
若要用實驗*該*離子是否存在,最可靠的化學方法是_____________。
(2)儘量用離子方程表達下列反應:
①中生成氣體A:_____________。
②中生成溶液H:_____________。
③中產生的氣體F遇*氣產生白*:_____________。
(3)若②中所用*氧化*濃度為2mol/L,當加入l0 ml時開始產生沉澱,55 ml時沉澱的量達到最大值0.03 mol,繼續滴加沉澱的量保持不變,隨後再滴加沉澱部分溶解,到60ml時沉澱的量降為0.025 mol且保持不變,則原溶液中c(Fe2+)為___________mol/L、c(Fe3+)為___________mol/L、c(Cl-)為___________mol/L。(若有些離子不存在,請填0 mol/L)
【回答】
【知識點】離子反應 離子方程式的書寫 電荷守恆用於計算B1 B3
【*解析】(1) Fe3+ 、Cl-(2分) 取少量B溶液於試管中,向其中滴加AgNO3溶液,若有白*沉澱生成,説明存在Cl—,否則Cl—不存在。(其它合理*也可)。(2分)
(2) 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O (2分) Al3+ +4OH—=AlO2—+2H2O(2分)
8NH3+3Cl2=6 NH4Cl+N2(2分)
(3) 0.15 0.1 0.4 (各1分)
解析:在強**溶液中一定不會存在CO32-和SO32-離子,加入過量**鋇生成沉澱,則該沉澱為BaSO4沉澱,説明溶液中含有SO42-離子,生成氣體A,A連續氧化生成D和E,則A為NO,D為NO2,E為HNO3,説明溶液中含有還原*離子,一定為Fe2+離子,溶液B中加入過量NaOH溶液,生成氣體F,則F為NH3,説明溶液中含有NH4+離子,溶液H中通入CO2氣體,生成沉澱I,則I為Al(OH)3,H為NaAlO2,説明溶液中含有Al3+離子。根據離子間的反應溶液中含有Fe2+離子就一定不含NO3-離子,含有SO42-離子就一定不含Ba2+離子,不能確定是否含有的離子Fe3+和Cl-,
(1)僅根據上述連續實驗不能確定溶液X中是否含有的陽、*離子分別是Fe3+和Cl-,
若要用實驗*該*離子是否存在,最可靠的化學方法是:取少量B溶液於試管中,向其中滴加AgNO3溶液,若有白*沉澱生成,説明存在Cl—,否則Cl—不存在。
(2)
①中生成氣體A:3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O
②中生成溶液H:Al3+ +4OH—=AlO2—+2H2O
③中產生的氣體F遇*氣產生白*:8NH3+3Cl2=6 NH4Cl+N2
(3)根據3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO+2H2O,利用NO的體積是112mL得Fe2+的物質的量為3×(112mL/22400mL)=0.015mol, c(Fe2+)=0.15mol/L;消耗的*離子的物質的量為4×(112mL/22400mL)=0.02mol;過量的*離子的物質的量為2mol/L×0.01L=0.02mol,
原100mLx溶液中c(H+)=(0.02+0.02)mol/0.1L=0.4mol/L
F為NH3,所以c(NH4+)=(112mL/22400mL)/0.1L=0.05mol/L;
溶液中C(Al3+)=(0.03-0.025)mol/0.1L=0.05mol/L;
溶液中c(Fe3+)=0.025mol/0.1L-0.15mol/L=0.1mol/L;
溶液中c(SO42-)=(9.32g/233g/mol)/0.1L=0.4mol;
利用電荷守恆得:0.4×1+0.15×2+0.05×1+0.05×3+0.1×3 =0.4×2+c(Cl-)×1;解得c(Cl-)=0.4mol/L
則原溶液中c(Fe2+)為0.15mol/L、c(Fe3+)為0.1mol/L、c(Cl-)為0.4mol/L。
【思路點撥】本題以框圖推斷的形式考查了離子反應、離子方程式的書寫、利用溶液中電荷守恆進行計算,(3)的計算繁瑣,溶液因丟落離子而導致錯誤出現,分析需嚴謹。
知識點:物質的分離 提純和檢驗
題型:綜合題