Question

19．某無色溶液X，K⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、^-、CO₃^2-、SO₄^2-中的若干種離子組成，取該溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）氣體A的成分是CO₂（填化學(xué)式，下同），氣體B的成分是NH₃．
（2）寫出步驟①中產(chǎn)生氣體的離子方程式CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑．
（3）分別寫出形成白色沉淀甲和氣體B的離子方程式AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O，Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．
（4）通過上述實(shí)驗(yàn)，可確定X溶液中一定存在的離子是CO₃^2-、AlO₂^-、Na⁺，
尚未確定是否存在的離子是SO₄^2-，只要設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的后續(xù)實(shí)驗(yàn)就可以確定該離子是否存在，該方法是向所得沉淀乙中滴加足量的稀硝酸，若沉淀不完全溶解，則證明含有SO₄^2-．

Answer 1

分析 溶液呈無色，則不含F(xiàn)e³⁺，加入過量鹽酸只產(chǎn)生氣體，則一定含有CO₃^2-，不含Ag⁺，反應(yīng)后溶液呈酸性，加入過量碳酸氫銨溶液，生成氣體和白色沉淀，則發(fā)生反應(yīng)應(yīng)為：Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑，則原溶液中含有AlO₂^-，則一定不含Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺，因這些離子與AlO₂^-發(fā)生相互促進(jìn)的水解而不能大量共存，根據(jù)溶液電中性原則，一定含有Na⁺，最后加入過量氫氧化鋇溶液，因之前加入的碳酸氫銨過量，則生成的白色沉淀可能為BaCO₃，不能確定是否存在SO₄^2-，以此解答．

解答 解：溶液呈無色，則不含F(xiàn)e³⁺，加入過量鹽酸只產(chǎn)生氣體，則一定含有CO₃^2-，不含Ag⁺，反應(yīng)后溶液呈酸性，加入過量碳酸氫銨溶液，生成氣體和白色沉淀，則發(fā)生反應(yīng)應(yīng)為：Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑，則原溶液中含有AlO₂^-，則一定不含Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺，因這些離子與AlO₂^-發(fā)生相互促進(jìn)的水解而不能大量共存，根據(jù)溶液電中性原則，一定含有Na⁺，最后加入過量氫氧化鋇溶液，因之前加入的碳酸氫銨過量，則生成的白色沉淀可能為BaCO₃，不能確定SO₄^2-是否存在．
（1）氣體A的成分是CO₂，所涉及反應(yīng)有：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑，Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑，氣體B為NH₃，所涉及反應(yīng)為NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O故答案為：CO₂；NH₃；
（2）步驟①中加入過量鹽酸只產(chǎn)生氣體，則一定含有CO₃^2-，發(fā)生離子反應(yīng)為CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑，故答案為：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑；
（3）溶液中含有AlO₂^-，加入過量鹽酸發(fā)生反應(yīng)：AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O，加入過量碳酸氫銨溶液，生成氣體和白色沉淀，則發(fā)生反應(yīng)應(yīng)為：Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；生成氣體B的離子反應(yīng)為NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，
故答案為：AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O，Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
（4）由以上分析可知，X溶液中一定存在的離子是CO₃^2-、AlO₂^-、Na⁺，因最后加入過量氫氧化鋇溶液，因之前加入的碳酸氫銨過量，則生成的白色沉淀可能為BaCO₃，不能確定SO₄^2-是否存在，可向所得沉淀乙中滴加足量的稀硝酸，若沉淀不完全溶解，則證明含有SO₄^2-，
故答案為：CO₃^2-、AlO₂^-、Na⁺；SO₄^2-；向所得沉淀乙中滴加足量的稀硝酸，若沉淀不完全溶解，則證明含有SO₄^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無機(jī)物的推斷，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、常見離子之間反應(yīng)與現(xiàn)象推斷物質(zhì)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與推斷能力的考查，注意元素化合物知識(shí)與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，題目難度不大．