Question

【題目】某強酸性溶液X中可能含有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(xù)實驗，實驗過程如圖：
根據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1）僅根據(jù)上述連續(xù)實驗，不能確定溶液X中是否含有的陽、陰離子分別是（填離子符號）， 能證明該陰離子是否存在的簡單實驗操作為 ．
（2）①中生成氣體A的離子方程式為 ．
（3）若②中所用氫氧化鈉的濃度為2mol/L，當(dāng)加入l0mL時開始產(chǎn)生沉淀，55mL時沉淀的量達到最大值為0.03mol，繼續(xù)滴加沉淀的量保持不變，隨后再滴加沉淀部分溶解，到60mL時沉淀的量降為0.025mol且保持不變，則原溶液中c（Fe3+）為mol/L、c（Cl﹣）為mol/L（若有些離子不存在，請?zhí)睢?”）．

Answer 1

【答案】
（1）Fe3+、Cl﹣；取少量溶液X,滴加足量的Ba（NO3）2溶液,靜置,取上層清液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀產(chǎn)生,則存在Cl﹣,若無白色沉淀產(chǎn)生,則不存在Cl﹣
（2）3Fe2++4H++NO3﹣═3Fe3++NO↑+2H2O
（3）0.1；0.4
【解析】解：強酸性溶液中一定不會存在CO32﹣、SO32﹣離子；加入過量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀C9.32g為BaSO4，說明溶液中含有SO42﹣離子，根據(jù)硫酸鋇的質(zhì)量可以計算硫酸根離子的物質(zhì)的量為 =0.04mol，濃度是 =0.4mol/L，生成氣體A，A連續(xù)氧化生成D和E，則A為NO，D為NO2，E為HNO3，說明溶液中含有還原性離子，則一定為Fe2+離子，根據(jù)NO的體積可以計算亞鐵離子的量，溶液B中加入過量NaOH溶液，沉淀G只為Fe（OH）3，生成氣體F，則F為NH3，112mL氨氣的物質(zhì)的量是0.005mol，根據(jù)氮元素守恒，溶液中含有NH4+離子物質(zhì)的量是0.005mol，濃度是0.05mol/L；溶液H中通入CO2氣體，生成沉淀I，則I為Al（OH）3，H為NaOH和NaAlO2，說明溶液中含有Al3+離子，再根據(jù)離子共存知識，溶液中含有Fe2+離子，則一定不含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）根據(jù)以上分析可知，溶液中不能確定的陽離子為Fe3+，溶液中不能確定的陰離子為Cl﹣，取少量溶液X，滴加足量的Ba（NO3）2溶液，靜置，取上層清液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則存在Cl﹣，若無白色沉淀產(chǎn)生，則不存在Cl﹣，

所以答案是：Fe3+、Cl﹣；取少量溶液X，滴加足量的Ba（NO3）2溶液，靜置，取上層清液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則存在Cl﹣，若無白色沉淀產(chǎn)生，則不存在Cl﹣；（2）中得到的氣體A是NO，F(xiàn)e2+離子被氧化為Fe3+離子，NO3﹣離子被還原為NO氣體，反應(yīng)的離子方程式為：3Fe2++NO3﹣+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，

所以答案是：3Fe2++4H++NO3﹣═3Fe3++NO↑+2H2O；（3）根據(jù)反應(yīng)：3Fe2++NO3﹣+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，得到112mL0.005molNO，F(xiàn)e2+的物質(zhì)的量是0.015mol，所以原溶液中c（Fe2+）= =0.15mol/L，加入氫氧化鈉是60ml時，沉淀的量降為0.025mol，即氫氧化鐵的物質(zhì)的量是0.025mol，根據(jù)鐵元素守恒，所以Fe3+的物質(zhì)的量是0.01mol，所以原溶液中c（Fe3+）= =0.1mol/L，硫酸根離子的物質(zhì)的量為 =0.04mol，濃度是 =0.4mol/L，NH4+離子物質(zhì)的量是0.005mol，濃度是0.05mol/L，Al3+的物質(zhì)的量是0.005mol，濃度是0.05mol/L，

根據(jù)反應(yīng)：3Fe2++NO3﹣+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，可知參加反應(yīng)H+為0.005mol×4=0.02mol，加入氫氧化鈉消耗H+為0.01L×2mol/L=0.02mol，故原溶液中H+為0.02mol+0.02mol=0.04mol，由于2c（Fe2+）+3c（Fe3+）+3c（Al3+）+c（NH4+）=（2×0.15+3×0.1+3×0.05+0.05）mol/L=0.8mol/L，2c（SO42﹣）=0.8mol/L，原溶液中含有Cl﹣，根據(jù)電荷守恒，c（Cl﹣）=c（H+）= =0.4mol/L，

所以答案是：0.1；0.4．