Question

有一無色溶液，可能含有Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-等離子中的幾種，為分析其成分，取此溶液分別進(jìn)行了四個實(shí)驗(yàn)，其操作和有關(guān)現(xiàn)象如圖1所示：

第③個實(shí)驗(yàn)中，生成白色沉淀的量與加入NaOH的量有如圖2所示的相互關(guān)系．據(jù)此可知：
（1）在原溶液中一定存在的離子有

 

；
（2）為了配制該溶液，一般可溶解兩種常見物質(zhì)提供一定存在的離子，則兩種物質(zhì)為

 

和

 

；（寫化學(xué)式）
（3）寫出第③個實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：（只需寫兩個）

 

、

 

（4）若實(shí)驗(yàn)④中產(chǎn)生了標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的氣體，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為

 

個，消耗的氧化劑的質(zhì)量為

 

 g．

Answer 1

考點(diǎn)：常見陽離子的檢驗(yàn),常見陰離子的檢驗(yàn)

專題：物質(zhì)檢驗(yàn)鑒別題

分析：溶液透過藍(lán)色鈷玻璃焰色反應(yīng)呈紫色，說明溶液中含有K⁺離子，溶液呈無色，則一定不含有色離子，逐滴加入過量NaOH溶液有白色沉淀，則溶液中含有Mg²⁺離子；加入氯化鋇和鹽酸后生成白色沉淀，由于溶液中沒有Ag⁺離子，則生成沉淀為BaSO₄，溶液中含有SO₄^2-離子，第③個實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)圖示可知生成白色沉淀的量與加入NaOH的量的先增大后減小，則說明溶液中含有Al³⁺離子；反應(yīng)④中得到無色無味的氣體，可以判定一定沒有NH₄⁺，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答： 解：（1）透過藍(lán)色鈷玻璃焰色反應(yīng)呈紫色，說明溶液中含有K⁺離子；溶液呈無色，則一定不含有色離子：Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺；逐滴加入過量NaOH溶液有白色沉淀，則溶液中含有Mg²⁺離子，一定不含CO₃^2-；加入氯化鋇和鹽酸后生成白色沉淀，由于溶液中沒有Ag⁺離子，則生成沉淀為BaSO₄，溶液中含有SO₄^2-離子，第③個實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)圖象可知：生成白色沉淀的量與加入NaOH的量的先增大后減小，最后不再變化，則說明溶液中含有Al³⁺離子，一定不含有銨根離子；④中得到無色無味的氣體，可以判定一定沒有NH₄⁺，
綜上可知：原溶液中一定含有Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-，一定不含F(xiàn)e³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺、Cu²⁺、CO₃^2-，
故答案為：Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-； 
（2）原溶液中一定含有的離子為：Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-，可以組成的物質(zhì)為：KAl（SO₄）₂（或KAl（SO₄）₂?12H₂O）、MgSO₄，
故答案為：KAl（SO₄）₂（或KAl（SO₄）₂?12H₂O）；MgSO₄；
（3）溶液中含有Al³⁺、Mg²⁺，加入氫氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)有：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓（或Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O）；
（4）反應(yīng)④中Na₂O₂和H₂O生成NaOH和O₂，離子方程式為：2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑，生成氧氣的物質(zhì)的量為：

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，過氧化鈉中氧元素的化合價為-1價，則生成0.5mol氧氣轉(zhuǎn)移了1mol電子，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為：N_A ；
根據(jù)反應(yīng)可知，生成0.5mol氧氣消耗過氧化鈉的物質(zhì)的量為：0.5mol×2=1mol，參加反應(yīng)的過氧化鈉中，只有一半做氧化劑，則做氧化劑的過氧化鈉的物質(zhì)的量為0.5mol，質(zhì)量為：78g/mol×0.5mol=39g，
故答案為：N_A ；39．

點(diǎn)評：本題考查了未知物的推斷、常見離子的檢驗(yàn)，題目難度中等，正確根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象推斷存在的離子為解答本題的關(guān)鍵，注意掌握離子的特征反應(yīng)，如鋁離子與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)現(xiàn)象．