Question

（14分）某工業(yè)廢水僅含下表中的某些離子，且各種離子的物質(zhì)的量濃度相等，均為0.1mol/L（此數(shù)值忽略水的電離及離子的水解）。

陽離子	K+ Ag+ Mg2+ Cu2+ Al3+ NH4+
陰離子	Cl- CO32- NO3- SO42- SiO32- I-

甲同學(xué)欲探究廢水的組成，進行了如下實驗：

Ⅰ、取該無色溶液5 mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且離子種類增加。

Ⅱ、用鉑絲蘸取溶液，在火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察，無紫色火焰。

Ⅲ、另取溶液加入過量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色。

Ⅳ、向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

請推斷：

（1）由I、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是 。

（2）Ⅲ中加入鹽酸生成無色氣體的離子方程式是 。

（3）甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽離子有 ，陰離子有 ；并據(jù)此推測原溶液應(yīng)該呈 性，原因是 （請用離子方程式說明）。

（4）在100mlHNO3和H2SO4的混合溶液中，兩種酸的物質(zhì)的量濃度之和為0.6mol/L。向該溶液中加入足量的銅粉，加熱，充分反應(yīng)后，所得溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度最大（反應(yīng)前后溶液體積變化忽略不計)，則H2SO4和HNO3兩種酸的物質(zhì)的量濃度之比為 。

Answer 1

（14分，每空2分）（1）K+ 、NH4+ Cu2+

（2）6I-+2NO3-+8H+＝3I2+2NO↑+4H2O

（3）Mg2+, Al3+ ； Cl-, SO42-, NO3-, I- 酸性

Mg2++2H2OMg(OH)2+2H+ Al3++3H2O Al(OH)3+3H+

（4）3:2

【解析】

試題分析：（1）Ⅰ、取該無色溶液5 mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且離子種類增加。由于Cu2+的水溶液是藍色的，在無色溶液中不能大量存在Cu2+；還可能含有Ag+ 、Mg2+、Al3+中至少一種離子；而且溶液中無NH4+存在；Ⅱ、用鉑絲蘸取溶液，在火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察，無紫色火焰。說明無K+；因此根據(jù)I、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是K+ 、NH4+ Cu2+ ；（2）Ⅲ、另取溶液加入過量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色。說明溶液中含有NO3-及還原性微粒I-；由于元素大量產(chǎn)生的離子會和Ag+、SiO32-發(fā)生沉淀反應(yīng)形成AgCl沉淀、H2SiO3沉淀，因此無Ag+、SiO32-；二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生NO；NO與O2反應(yīng)產(chǎn)生NO2；反應(yīng)的離子方程式是：6I-+2NO3-+8H+＝3I2+2NO↑+4H2O；Ⅳ、向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，證明含有SO42-；由于原溶液中各種離子的濃度都是0.1mol/L，而且溶液應(yīng)該呈電中性，所以陽離子為Mg2+, Al3+； 陰離子是Cl-, SO42-, NO3-;I-；由于酸都是強酸，而金屬陽離子都是弱堿的金屬陽離子，金屬陽離子方程式水解反應(yīng)消耗水電離產(chǎn)生的OH-，破壞了水的電離平衡，當(dāng)最終達到平衡時，溶液中c(H+)>c（OH-）原溶液應(yīng)該呈酸性，原因用離子方程式是Mg2++2H2OMg(OH)2+2H+ ； Al3++3H2O Al(OH)3+3H+。（4）Cu與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式是：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+H2O；若使溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度最大，則n(H+):n(NO3-)=8:2,則n(H2SO4):n(HNO3)=[(8-2)÷2]:2=3:2。

考點：考查守恒方法在溶液成分的確定的應(yīng)用、離子存在的鑒定、混合溶液的計算的知識。