Question

【題目】已知某無色溶液X可能由K＋、Mg2＋、Cu2＋、Ag＋、Ba2＋、Al3＋、Fe2＋、AlO2-、CO32-、SO42-、I-、SiO32-，MnO4-中的N種離子組成。某化學興趣小組通過下列實驗確定了其組成：

回答下列問題：

（1）不用做實驗就可以肯定原溶液X中不存在的離子是_______________(填離子符號)。

（2）通過上述實驗知，X溶液中一定存在__________種離子(填數字；不考慮H＋、OH-)。

（3）在上述滴加氫氧化鋇溶液過程中，開始階段發生反應的離子方程式一定有_____________

（4）該化學興趣小組的同學為了進一步確定白色沉淀B的成分，取一定量經洗滌后的B與Y溶液反應，沉淀B的物質的量與Y溶液體積之間的關系如圖所示。Y可能為____________。B的組成為__________________

Answer 1

【答案】Cu2+、Fe2+、MnO4- 3 Ba2+ + 2OH- + 2HCO3- = BaCO3↓+ CO32- + 2H2O HNO3（或HCl、HI、HClO4等） BaCO3和BaSO4

【解析】

已知溶液為無色溶液，則不存在有顏色的離子，即可確定沒有Cu2+（藍色）、Fe2+（淺綠色）、MnO4-（紫紅色）；取適量該溶液，加入足量硝酸，有氣體生成，則溶液中一定存在CO32，根據離子共存知，一定不存在與CO32發生反應的Mg2+、Ag+、Ba2+、Al3+離子；同時得到無色溶液，則一定不存在I、SiO32，再根據溶液呈電中性判斷原溶液中一定存在唯一陽離子K+；無色溶液中再加入過量NH4HCO3溶液，有氣體生成，同時析出沉淀A，說明溶液中一定存在Al3+，原溶液中一定存在AlO2，反應的離子方程式為：Al3+ + 3HCO3- = Al(OH)3↓+3CO2↑，在所得溶液中含有過量的碳酸氫銨，繼續滴加氫氧化鋇溶液至過量，加熱會有氨氣生成，沉淀可能為碳酸鋇或碳酸鋇和硫酸鋇的混合物，則X溶液中一定存在CO32、K+、AlO2，據此解答。

（1）已知溶液為無色溶液，則不存在有顏色的離子，即可確定沒有Cu2+（藍色）、Fe2+（淺綠色）、MnO4-（紫紅色）；

故答案為：Cu2+、Fe2+、MnO4-；

（2）取適量該溶液，加入足量硝酸，有氣體生成，則溶液中一定存在CO32，該氣體為二氧化碳，根據離子共存知，一定不存在與CO32發生反應的Mg2+、Ag+、Ba2+、Al3+離子；同時得到無色溶液，則一定不存在I、SiO32，再根據溶液呈電中性判斷原溶液中一定存在唯一陽離子K+；無色溶液中再加入過量NH4HCO3溶液，有氣體生成，同時析出沉淀A，說明溶液中一定存在Al3+，原溶液中一定存在AlO2，反應的離子方程式為：Al3+ + 3HCO3- = Al(OH)3↓+3CO2↑，在所得溶液中含有過量的碳酸氫銨，繼續滴加氫氧化鋇溶液至過量，加熱會有氨氣生成，沉淀可能為碳酸鋇或碳酸鋇和硫酸鋇的混合物，則X溶液中一定存在CO32、K+、AlO2，共3種離子；

故答案為：3；

（3）在上述滴加氫氧化鋇溶液過程中，開始階段OH-先與HCO3-反應生成CO32-和H2O，同時生成BaCO3沉淀，此時氫氧化鋇的量少，以氫氧化鋇為1mol配平該離子方程式，則開始階段發生反應的離子方程式一定有Ba2+ + 2OH- + 2HCO3- = BaCO3↓+ CO32- + 2H2O；

故答案為：Ba2+ + 2OH- + 2HCO3- = BaCO3↓+ CO32- + 2H2O；

（4）由圖像可知沉淀B部分溶于Y溶液，BaCO3溶于HNO3（或HCl、HI、HClO4等），則Y可能為于HNO3（或HCl、HI、HClO4等），則B中一定含有BaCO3、BaSO4；

故答案為：HNO3（或HCl、HI、HClO4等）；BaCO3和BaSO4。