Question

某工業(yè)廢水僅含下表中的某些離子，且各種離子的物質(zhì)的量濃度相等，均為0.1mol/L（此數(shù)值忽略水的電離及離子的水解）．

陽(yáng)離子	K+　Ag+　Mg2+　Cu2+　Al3+　NH4+
陰離子	Cl-　CO32-　NO3-　SO42-　I-

甲同學(xué)欲探究廢水的組成，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
Ⅰ．取該無(wú)色溶液5mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且離子種類增加．
Ⅱ．用鉑絲蘸取溶液，在火焰上灼燒，透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察，無(wú)紫色火焰．
Ⅲ．另取溶液加入過(guò)量鹽酸，有無(wú)色氣體生成，該無(wú)色氣體遇空氣變成紅棕色．
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
請(qǐng)推斷：
（1）由Ⅰ、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽(yáng)離子是______．
（2）Ⅲ中加入鹽酸生成無(wú)色氣體的離子方程式是______．
（3）甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽(yáng)離子有______，陰離子有______；并據(jù)此推測(cè)原溶液應(yīng)該呈______性，原因是______（用離子方程式說(shuō)明）．
（4）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，此過(guò)程中涉及的離子方程式為_(kāi)_____．充分反應(yīng)后過(guò)濾，洗滌，灼燒沉淀至恒重，得到的固體質(zhì)量為_(kāi)_____g．

Answer 1

Ⅰ．取該無(wú)色溶液5mL，說(shuō)明一定不含有Cu²⁺，滴加一滴氨水有沉淀生成，且離子種類增加，說(shuō)明增加的是NH₄⁺，所以原溶液中一定不含NH₄⁺，可能含有Mg²⁺、Al³⁺，不含NH₄⁺，CO₃^2-；
Ⅱ．用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無(wú)紫色火焰（透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察），說(shuō)明沒(méi)有K⁺；
Ⅲ．另取溶液加入少量鹽酸，有無(wú)色氣體生成，該無(wú)色氣體遇空氣變成紅棕色，此時(shí)溶液依然澄清，說(shuō)明有還原性離子 I^-與NO₃^-和H⁺反應(yīng)生成NO，即溶液中有I^-、NO₃^-；，判斷一定不含有Ag⁺；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說(shuō)明有SO₄^2-；
（1）由Ⅰ、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽(yáng)離子是K⁺、NH₄⁺、Cu²⁺；
故答案為：K⁺、NH₄⁺、Cu²⁺；
（2）Ⅲ中加入少量鹽酸生成無(wú)色氣體，是I^-與NO₃^-和H⁺反應(yīng)生成NO，其離子方程式：6I^-+2NO₃^-+8H⁺═3I₂+2NO↑+4H₂O；
故答案為：6I^-+2NO₃^-+8H⁺═3I₂+2NO↑+4H₂O；
（3）由上述分析可知一定含有的陰離子I^-、NO₃^-，SO₄^2-，且各為0.1mol/L，依據(jù)電荷守恒可知，推斷出的陽(yáng)離子含有Mg²⁺、Al³⁺，其濃度為0.1mol/L，由電荷守恒可知溶液中還有一種-1價(jià)的陰離子為Cl^-，所以甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽(yáng)離子是：Mg²⁺、Al³⁺；陰離子是：Cl^-、I^-、NO₃^-、SO₄^2-，溶液中鎂離子和鋁離子水解溶液呈酸性，反應(yīng)的離子方程式為：Mg²⁺+2H₂O?Mg（OH）₂+2H⁺、Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
故答案為：Mg²⁺、Al³⁺；Cl^-、I^-、NO₃^-、SO₄^2-；酸；Mg²⁺+2H₂O?Mg（OH）₂+2H⁺、Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（4）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，Mg²⁺、Al³⁺ 反應(yīng)生成Mg（OH）₂，NaAlO₂，涉及的離子方程式為Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；充分反應(yīng)后過(guò)濾，洗滌，灼燒沉淀至恒重，根據(jù)元素守恒：n（MgO）=n（Mg²⁺）=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol；n（MgO）=0.01mol×40g/mol=0.4g；
故答案為：Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；0.4；