Question

【題目】某無色溶液X，由Na+、Mg2+、Ba2+、Al3+、AlO2-、MnO、CO、SO中的若干種離子組成，取溶液進行如下連續實驗：

(1)氣體A的成分是_______(填電子式)，氣體B的成分是_______(填結構式)

(2)X溶液中一定不存在的離子是______________。

(3)寫出步驟①中發生反應的所有離子方程式：________________。

(4)寫出步驟②中形成白色沉淀的離子方程式：________________。

(5)通過上述實驗，溶液X中不能確定是否存在的離子是______________；只要設計一個簡單的后續實驗就可以確定該離子是否存在，該方法是__________________。

Answer 1

【答案】 Mg2+、Ba2+、Al3+、MnO4- CO32-＋2H+=H2O+CO2↑ AlO2-＋4H＋=Al3++2H2O，Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑ SO42- 在沉淀乙中加入足量鹽酸，若白色沉淀能完全溶解，則X中不存在SO42-；若不完全溶解，則X中存在SO42-

【解析】

溶液呈無色，則一定不含MnO4-，溶液X中加入過量鹽酸，有氣體A生成，并得到溶液I，說明原溶液中含有CO32-，氣體A為CO2，CO32-與Mg2+、Ba2+、Al3+不能大量共存，則原溶液一定不含Mg2+、Ba2+、Al3+；反應①中加入鹽酸過量，反應②中加入過量的NH4HCO3，產生的氣體為CO2，白色沉淀甲只能為Al(OH)3，則X溶液中一定含有AlO2-，碳酸氫銨過量，與過量Ba(OH)2反應并加熱，得到氣體為NH3，白色沉淀乙一定含有BaCO3，可能含有BaSO4，所以溶液X中一定不存在的離子有：MnO4-、Mg2+、Ba2+、Al3+，不能確定原溶液中是否含有SO42-，根據溶液電中性原則可知含有Na+，溶液X中一定含有CO32-、AlO2-、Na＋，以此分析解答。

（1）由分析可知，氣體A為CO2，CO2為共價化合物，碳原子和每個氧原子之間有兩個共用電子對，電子式為：；氣體B為NH3，氮原子和每個氫原子之間有一個共用電子對，結構式為：；

（2）由分析可知，X溶液中一定不存在的離子是Mg2+、Ba2+、Al3+、MnO4-；

（3）步驟①X溶液中加入過量鹽酸，碳酸根與鹽酸反應生成二氧化碳氣體，離子方程式為：CO32-＋2H+=H2O+CO2↑；

（4）由分析可知X中有AlO2-，與鹽酸反應生成Al3+，鋁離子和碳酸氫根離子水解相互促進生成二氧化碳氣體和氫氧化鋁白色沉淀，有關的離子方程式：AlO2-＋4H＋=Al3++2H2O，Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑；

（5）由分析可知，不能確定溶液X中是否含有SO42-，要驗證SO42-的存在，根據BaCO3不溶于水但能溶于酸、BaSO4既不溶于水也不溶于酸的性質，可在沉淀乙中加入足量鹽酸，若白色沉淀能完全溶解，則X中不存在SO42-；若不完全溶解，則X中存在SO4-，答案為：SO42-；在沉淀乙中加入足量鹽酸，若白色沉淀能完全溶解，則X中不存在SO42-；若不完全溶解，則X中存在SO4-。