某溶液含有K+、Cu2+、Fe3+、Al3+、Fe2+、Cl—、CO2—3、OH—、NO—3、SO2—4中的几种，已知该溶液中各离子物质的量浓度均为0．2mol

题文

某溶液含有K⁺、Cu²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Cl^—、CO^2—₃、OH^—、NO^—₃、SO^2—₄中的几种，已知该溶液中各离子物质的量浓度均为0．2mol/L（不考虑水的电离及离子的水解）。为确定该溶液中含有的离子，现进行了如下的操作：
I．取少量溶液，加入KSCN溶液时无明显变化：
Ⅱ．取原溶液加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成；
Ⅲ．另取溶液加入盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类没有增加。
请推断：
（l）仅由操作I及现象可得出的结论是____。
（2）仅由操作Ⅱ及现象可得出的结论是____。
（3）由操作Ⅲ及现象可得出溶液中一定含有的阳离子是____（写离子符号）。操作Ⅲ中发生反应的化学方程式为____。
（4）结合三步操作及题干已知，你认为原溶液中所含离子种类共有____种。
（5）另取l00mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体质量为   g，写出此过程中涉及氧化还原反应的化学方程式____。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1） 溶液中一定不含有Fe³⁺(2分)
（2） 溶液中可能含有CO₃^2-或SO₄^2-，或者说同时含有CO₃^2-和SO₄^2- (2分)
（3）  Fe²⁺(1分)  3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O(2分)   2NO+O₂=2NO₂ (2分)
（4）  5种(2分)  
（5）  3.2g(2分)     4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃  (2分)

解析

第Ⅰ步中，证明没有Fe³⁺；第Ⅱ步中表明溶液中可能含有CO₃^2-或SO₄^2-，或者说同时含有CO₃^2-和SO₄^2-；第 Ⅲ中，加入盐酸后，溶液中阴离子种类没有增加，证明没有CO₃²，但一定含有Cl^—，若不含有Cl^—则加入盐酸后会增加阴离子的种类。也一定含有NO₃^—、Fe²⁺不然的话，也不可能产生在空气中能变成红棕色的无色气体。因此溶液中含有的阴离子一定为：NO₃^—、SO₄^2-、Cl^—；阳离子含有Fe²⁺，除此之外，根椐溶液呈电中性的原理，再加上溶液中每种离子都为0．2mol/L，表明原溶液中还含有一种离子，这种离子只能是Cu²⁺。所以总共为五种离子。
依据原子守恒的原理，可知另取l00mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体为的0.02molCuO和0.01mol Fe₂O₃，所以总质量为3.2g。

考点

据考高分专家说，试题“某溶液含有K+、Cu2+、Fe3+、Al.....”主要考查你对 [离子共存 ]考点的理解。

离子共存

离子共存：

所谓离子共存实质上就是看离子间是否发生反应。若离子在溶液中发生反应，就不能共存。

因能发生氧化还原反应而不共存的离子有：
（注：“√”表示能发生反应，“×”表示不能发生反应）

S^2-

SO₃^2-

I^-

Fe²⁺

Br^-

Cl^-(H⁺)

MnO₄^-

√

√

√

√

√

√

ClO^-

√

√

√

√

√

√

NO₃^-(H⁺)

√

√

√

√

√

×

Fe³⁺

√

√

√

×

×

×

因能发生复分解反应而不共存的离子有：

• 离子间相互结合生成难溶物或微溶物
  Ba²⁺、Ca²⁺CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-Ag⁺CO₃^2-、SO₃^2-、Cl^-
• 离子间相互结合生成气体或挥发性物质
  H⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S^2-、HS^-OH^-NH₄⁺
• 离子间相互结合生成弱电解质
  H⁺ CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、CH₃COO^-、F^-弱酸OH^-NH₄⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺弱碱H⁺水

因能发生双水解的离子有：

Al³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S₂^-、HS^-、AlO₂^-、ClO^-Fe³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-NH₄⁺SiO₃^2-、AlO₂^-

因发生络合反应而不共存的离子有：

Fe³⁺ SCN^-Ag⁺、Cu²⁺NH₃·H₂O

null

null

null

判断离子是否共存的几种情况：

（1）发生复分解反应，离子不能大量共存。
①有气体产生    如CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、HCO₃^-、HSO₃^-、HS^-等易挥发的弱酸的酸根与H⁺不能大量共存。
②有沉淀生成    如Ba²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Ag⁺等不能与SO₄^2-、CO₃^2-等大量共存；
                            Mg²⁺、Fe²⁺、Ag⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺等不能与OH^-大量共存；
                            Pb²⁺与Cl^-，Fe²⁺与S^2-、Ca²⁺与PO₄^3-、Ag⁺与I^-不能大量共存。
③有弱电解质生成   如OH^-、CH₃COO^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、F^-、ClO^-、AlO₂^-、SiO₃^2-、CN^-、C₁₇H₃₅COO^-与H⁺不能大量共存；
                                   一些酸式弱酸根如HCO₃^-、HPO₄^2-、HS^-、H₂PO₄^-、HSO₃^-不能与OH^-大量共存；
                                    NH₄⁺与OH^-不能大量共存。
（2）发生氧化还原反应，离子不能大量共存
①具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存    如S^2-、HS^-、SO₃^2-、I^-和Fe³⁺不能大量共存。
②在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存    如MnO₄^-、Cr₂O₇^-、NO₃^-、ClO^-与S^2-、HS^-、SO₃^2-、HSO₃^-、I^-、Fe²⁺等不能大量共存；
    SO₃^2-和S^2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下由于发生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O不能共存 ；H⁺与S₂O₃^2-不能大量共存。
（3）能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存（双水解）
例：Al³⁺和HCO₃^-、CO₃^2-、HS^-、S^2-、AlO₂^-、ClO^-等；Fe³⁺与CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-等不能大量共存。
（4）溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。
如Fe²⁺、Fe³⁺与SCN^-不能大量共存。
主要题目要求的限定：
（1）酸性溶液（H⁺）、碱性溶液（OH^-）、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H⁺或OH^-=1×10^-10mol/L的溶液等。
（2）溶液的颜色：有色离子MnO₄^-（紫色）、Fe³⁺（棕黄）、Fe²⁺（浅绿）、Cu²⁺（蓝）、Fe(SCN)₂⁺（红）、Fe(SCN)₆^3-（血红）。
（3）要求“大量共存”还是“不能大量共存”。