某100mL溶液中仅含下表中的5种离子（不考虑水的电离及离子的水解

问题问答题

某100mL溶液中仅含下表中的5种离子（不考虑水的电离及离子的水解），且各离子的物质的量均为0.1mol．

阴离子	SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-
阳离子	Fe³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺、Cu²⁺、Al³⁺

①若向溶液中加入KSCN溶液，无明显变化

②若向溶液中加入过量的盐酸，有气体生成，溶液中阴离子种类不变

③若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．

试回答下列问题：

（1）原溶液中所含阳离子是（写离子符号，后同）______，阴离子是______．

（2）若向原溶液中加入足量NaOH溶液，充分反应后静置一段时间，过滤、洗涤、灼烧，最终所得固体的质量是______．

（3）向原溶液中加入足量盐酸后，发生反应的离子方程式是______．

（4）用排水法收集所产生的气体并使气体恰好充满容器，仍将容器倒置于水槽中，再向容器中通入______mLO₂（气体体积均指标准状况），能使溶液充满该容器．此时容器内溶液的物质的量浓度为______mol/L．

答案

（1）若向溶液中加入KSCN溶液，无明显变化，说明原溶液中不含Fe³⁺；若向溶液中加入过量的盐酸，有气体生成，溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中含有Cl^-，该气体只能是NO，说明含有具有氧化性的NO₃^-和还原性的Fe²⁺，若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有SO₄^2-，各离子的物质的量均为0.1mol，根据电荷守恒可知还应含有Cu²⁺，所以原溶液中所含阳离子是Fe²⁺、Cu²⁺；阴离子是NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-，

故答案为：Fe²⁺、Cu²⁺；NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-；

（2）原溶液中所含阳离子是Fe²⁺、Cu²⁺，若向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体是CuO、Fe₂O₃，根据题意各离子的物质的量均为0.1mol可知m（CuO）=0.1mol×80g/mol=8g，m（Fe₂O₃）=

×0.1mol×160g/mol=8g，所得固体的质量为8g+8g=16g，

故答案为：16g；

（3）加入盐酸，具有氧化性的NO₃^-和还原性的Fe²⁺发生氧化还原反应，反应的离子方程式为3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，

故答案为：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；

（4）3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O

3mol 1mol 1mol

0.1mol n（NO）

n（NO）=

0.1

mol，

4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃

4mol 3mol 4mol

0.1

mol n（O₂） n（HNO₃）

n（O₂）=

0.1

mol×

0.1

mol，

V（O₂）=

0.1

mol×22.4×1000mL/mol=560mL，

n（HNO₃）═

0.1

mol，

容器体积=V（NO）=

0.1

mol×22.4L/mol=

0.1

×22.4L，

此时容器内溶液的物质的量浓度为

0.1

mol

0.1

×22.4L

22.4

mol/L=0.045mol/L，

故答案为：560；0.045或

22.4

．