某工业废水中仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解)，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1 mol·L－1。

某工业废水中仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解)，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1 mol·L－1。

阳离子	K＋、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、Fe2＋
阴离子	Cl－、CO32—、NO3—、SO42—、SiO32—

某同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：

①用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)。

②取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化。

③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，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。

④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

请推断：

(1)由①、②、③判断，溶液中一定不含有的阳离子是_______，一定不含有的阴离子是_______(写离子符号)。

(2)③中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是______，④中生成白色沉淀的离子方程式是______。

(3)写出红棕色气体与水反应的的离子方程式 __________。

(4)该同学最终确定原溶液中所含阳离子是______，阴离子是_____(写离子符号）。

【答案】

K+、Fe3+ CO32-、SiO32- 3Fe2++ NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O SO42-+Ba2+= BaSO4↓ 3NO2+H2O═2HNO3+NO Fe2+、Mg2＋ Cl−、NO3−、SO42−

【解析】

① 用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察) ，说明没有K+。

② 取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化，说明没有Fe3+。

③ 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，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。说明Fe2+与NO3- 和H+反应生成NO，即溶液中有Fe2+、NO3−，故CO32-不存在，加盐酸溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中有Cl−，加盐酸溶液依然澄清加盐酸说明没有SiO32-；

④ 向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO42-。

(1)结合上述分析由①、②、③判断，溶液中一定不含有的阳离子是K+、Fe3+，一定不含有的阴离子是CO32-、SiO32- (写离子符号)。

答案为：K+、Fe3+；CO32-、SiO32-

(2)③中加入少量盐酸生成无色气体，是Fe2+与NO3-和H+反应生成NO，其离子方程式：3Fe2++ NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O；④中生成白色沉淀，是硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，离子方程式是SO42-+Ba2+= BaSO4↓；

故答案为：3Fe2++ NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O；SO42-+Ba2+= BaSO4↓；

(3)红棕色气体为二氧化氮，通入水中，与水反应生成NO，气体变无色，所发生的化学方程式为3NO2+H2O═2HNO3+NO，

故答案为：3NO2+H2O═2HNO3+NO；

(4) 由以上推断可知溶液中阴离子为Cl−、NO3−、SO42−，且各为0.1mol/L；已经推断出的阳离子是Fe2+，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种+2价阳离子，所以还有Mg2＋，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是：Fe2+、Mg2＋；阴离子是：Cl−、NO3−、SO42−；

答案为：Fe2+、Mg2＋；Cl−、NO3−、SO42−。