Question

某100mL溶液中僅含下表中的5種離子（不考慮水的電離及離子的水解），且各離子的物質(zhì)的量均為0.1mol．

陰離子	SO42-、NO3-、Cl-
陽離子	Fe3+、Fe2+、NH4+、Cu2+、Al3+

①若向溶液中加入KSCN溶液，無明顯變化
②若向溶液中加入過量的鹽酸，有氣體生成，溶液中陰離子種類不變
③若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
試回答下列問題：
（1）原溶液中所含陽離子是（寫離子符號，后同）______，陰離子是______．
（2）若向原溶液中加入足量NaOH溶液，充分反應(yīng)后靜置一段時間，過濾、洗滌、灼燒，最終所得固體的質(zhì)量是______．
（3）向原溶液中加入足量鹽酸后，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______．
（4）用排水法收集所產(chǎn)生的氣體并使氣體恰好充滿容器，仍將容器倒置于水槽中，再向容器中通入______mLO₂（氣體體積均指標準狀況），能使溶液充滿該容器．此時容器內(nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度為______mol/L．

Answer 1

【答案】分析：若向溶液中加入KSCN溶液，無明顯變化，說明原溶液中不含F(xiàn)e³⁺；若向溶液中加入過量的鹽酸，有氣體生成，溶液中陰離子種類不變，說明原溶液中含有Cl^-，該氣體只能是NO，說明含有具有氧化性的NO₃^-和還原性的Fe²⁺，若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說明原溶液中含有SO₄^2-，各離子的物質(zhì)的量均為0.1mol，根據(jù)電荷守恒可知還應(yīng)含有Cu²⁺，若向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后過濾，洗滌，灼燒至恒重，得到的固體是氧化鐵和氧化銅，根據(jù)鐵原子、銅原子守恒計算固體質(zhì)量，根據(jù)反應(yīng)3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O的離子方程式計算相關(guān)物理量．
解答：解：（1）若向溶液中加入KSCN溶液，無明顯變化，說明原溶液中不含F(xiàn)e³⁺；若向溶液中加入過量的鹽酸，有氣體生成，溶液中陰離子種類不變，說明原溶液中含有Cl^-，該氣體只能是NO，說明含有具有氧化性的NO₃^-和還原性的Fe²⁺，若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說明原溶液中含有SO₄^2-，各離子的物質(zhì)的量均為0.1mol，根據(jù)電荷守恒可知還應(yīng)含有Cu²⁺，所以原溶液中所含陽離子是Fe²⁺、Cu²⁺；陰離子是NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-，
故答案為：Fe²⁺、Cu²⁺；NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-；
（2）原溶液中所含陽離子是Fe²⁺、Cu²⁺，若向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后過濾，洗滌，灼燒至恒重，得到的固體是CuO、Fe₂O₃，根據(jù)題意各離子的物質(zhì)的量均為0.1mol可知m（CuO）=0.1mol×80g/mol=8g，m（Fe₂O₃）=×0.1mol×160g/mol=8g，所得固體的質(zhì)量為8g+8g=16g，
故答案為：16g；
（3）加入鹽酸，具有氧化性的NO₃^-和還原性的Fe²⁺發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O
     3mol      1mol     1mol
     0.1mol             n（NO）
n（NO）=mol，
    4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃
  4mol  3mol    4mol
mol n（O₂）   n（HNO₃）
n（O₂）=mol×=mol，
V（O₂）=mol×22.4×1000mL/mol=560mL，
 n（HNO₃）═mol，
容器體積=V（NO）=mol×22.4L/mol=×22.4L，
此時容器內(nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度為=mol/L=0.045mol/L，
故答案為：560；0.045或．
點評：本題考查物質(zhì)的檢驗、鑒別以及方程式的有關(guān)計算，題目難度中等，解答本題的關(guān)鍵是把我有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式的書寫．