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13.某废水中可能含有下列离子中的若干种:Fe3+、Fe2+、Cu2+、Cl-、CO32-、NO3-、SO42-、SiO32-.现进行如下实验:
Ⅰ.取少量溶液,加入KSCN溶液,无明显变化.
Ⅱ.另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色.
Ⅲ.向Ⅱ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成.
Ⅳ.向Ⅱ中所得的溶液中加入过量浓氨水,仅有红褐色沉淀生成.过滤,在所得滤液中加入盐酸至酸性时,再加入氢氧化钠溶液,有蓝色沉淀生成(提示:氢氧化铜可以溶解在过量的浓氨水中).
请回答下列问题:
(1)该废水中一定含有的离子是Fe2+、Cu2+、NO3-、SO42-,一定不含的离子是Fe3+、CO32-、SiO32-.
(2)实验Ⅱ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O.
(3)过滤除去Ⅳ中的蓝色沉淀,调整滤液的pH为10.7左右时,加入铝粉,反应产生氨气和氮气的体积比为1:4,其离子方程式为Al+NO3-+OH-→AlO2-+NH3+N2+H2O(未配平).该反应中还原产物是NH3和N2.若除去0.2mol NO3-,要消耗铝9.6g.

分析 Ⅰ.取少量溶液,加入KSCN溶液,无明显变化,说明不含Fe3+;
Ⅱ.另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,无色气体为iNO,则含有Fe2+、NO3-,不含CO32-、SiO32-;
Ⅲ.向Ⅱ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明含有SO42-;
Ⅳ.向Ⅱ中所得的溶液中加入过量浓氨水,仅有红褐色沉淀生成.过滤,在所得滤液中加入盐酸至酸性时,再加入氢氧化钠溶液,有蓝色沉淀生成,说明含有Cu2+,以此解答该题.

解答 解:Ⅰ.取少量溶液,加入KSCN溶液,无明显变化,说明不含Fe3+;
Ⅱ.另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,无色气体为iNO,则含有Fe2+、NO3-,不含CO32-、SiO32-;
Ⅲ.向Ⅱ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明含有SO42-;
Ⅳ.向Ⅱ中所得的溶液中加入过量浓氨水,仅有红褐色沉淀生成.过滤,在所得滤液中加入盐酸至酸性时,再加入氢氧化钠溶液,有蓝色沉淀生成,说明含有Cu2+,
(1)由以上分析可知一定含有Fe2+、Cu2+、NO3-、SO42-,一定不含Fe3+、CO32-、SiO32-,故答案为:Fe2+、Cu2+、NO3-、SO42-;Fe3+、CO32-、SiO32-;
(2)实验Ⅱ中加入少量盐酸生成生成NO,反应的离子方程式为3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O,故答案为:3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O;
(3)反应产生氨气和氮气的体积比为1:4,则配平方程式为:16Al+9NO3-+7OH-=16AlO2-+4N2↑+NH3↑+2H2O;化合价降低的生成物为还原产物,有NH3和N2,又已知0.2molNO3-,
 16Al+9NO3-+7OH-=16AlO2-+4N2↑+NH3↑+2H2O
 16      9
n(Al) 0.2mol
n(Al)=$\frac{3.2}{9}$mol
则Al的质量为  $\frac{3.2}{9}$mol×27 g•mol-1=9.6g,
故答案为:NH3和N2;9.6.

点评 本题考查无机物的推断,侧重考查常见离子的检验方法,题目难度中等,明确常见离子的性质为解答关键,注意熟练掌握常见离子的检验方法,试题有利于培养学生的分析能力及灵活应用能力.

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