Question

今有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，現(xiàn)取兩份100mL溶液進行如下實驗：
①第一份加過量NaOH溶液加熱后，只收集到氣體0.02mol，無沉淀生成，同時得到溶液甲．
②在甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒，質量為1.02g．
③第二份加足量BaCl₂溶液，得白色沉淀，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，質量為11.65g．
請回答下列問題：
（1）寫出實驗室制取氨氣的化學方程式：

 

（2）寫出Al（OH）₃溶于強堿的離子方程式：

 

通過上述實驗分析：
（3）一定不存在的離子是

 

，
（4）不能確定是否存在的離子是

 

．
（5）通過計算試確定K⁺是否存在

 

（填“是”或“否”）；檢驗K⁺的方法是

 

（6）請寫出②步反應中生成白色沉淀對應的離子方程式：

 

（7）請寫出③步反應的離子方程式：

 

．

Answer 1

考點：常見陰離子的檢驗,常見陽離子的檢驗

專題：

分析：①第一份加過量NaOH溶液加熱后，只收集到氣體0.02mol，該氣體是氨氣，一定有銨根離子，無沉淀生成，一定不含F(xiàn)e³⁺、Mg²⁺；
②在甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀，該沉淀是氫氧化鋁，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒，得到氧化鋁，氧化鋁質量為1.02g，即0.01mol，根據(jù)鋁元素守恒，含有鋁離子的物質的量是0.02mol，一定不含CO₃^2-，
③第二份加足量BaCl₂溶液后，得白色沉淀，即硫酸鋇沉淀，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，質量為11.65g，所以一定有SO₄²，物質的量是

11.65g

233g/mol

=0.05mol，一定不含Ba²⁺，根據(jù)溶液中的電荷守恒確定鉀離子是否存在．

解答： 解：①第一份加過量NaOH溶液加熱后，只收集到氣體0.02mol，該氣體是氨氣，一定有銨根離子，銨根離子的物質的量是0.02mol，無沉淀生成，一定不含F(xiàn)e³⁺、Mg²⁺；
②在甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀，該沉淀是氫氧化鋁，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒，得到氧化鋁，氧化鋁質量為1.02g，即0.01mol，根據(jù)鋁元素守恒，含有鋁離子的物質的量是0.02mol，一定不含CO₃^2-，
③第二份加足量BaCl₂溶液后，得白色沉淀，即硫酸鋇沉淀，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，質量為11.65g，所以一定有SO₄^2-，物質的量是0.05mol，一定不含Ba²⁺，n（NH₄⁺）+3n（Al³⁺）=0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，2n（SO₄^2-）=0.1mol，根據(jù)電荷守恒，一定存在鉀離子，因為不確定的是Cl^-，鉀離子的最小物質的量是0.02mol，
依據(jù)分析可知：一定不存在的離子有：Fe³⁺、Mg²⁺、CO₃^2-、Ba²⁺，一定存在的離子有：K⁺、SO₄^2-、NH₄⁺、Al³⁺，不能確定的是Cl^-，
（1）實驗室采取加熱熟石灰與氯化銨的混合固體制取氨氣，化學方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑，故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；
（2）Al（OH）₃溶于強堿生成偏鋁酸鹽和水，離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
通過上述實驗分析：
（3）依據(jù)分析：一定不存在的離子是：Fe³⁺、Mg²⁺、CO₃^2-、Ba²⁺，故答案為：Fe³⁺、Mg²⁺、CO₃^2-、Ba²⁺；
（4）不能確定是否存在的離子是：Cl^-，故答案為：Cl^-；
（5）依據(jù)電荷守恒得出一定存在鉀，利用焰色反應可以證明鉀是否存在，故答案為：是；焰色反應；
（6）偏鋁酸根與碳酸反應生成氫氧化鋁沉淀，離子反應方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+HCO₃^-，故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+HCO₃^-；
（7）鋇離子與硫酸根反應生成硫酸鋇，離子方程式：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，故答案為：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓．

點評：本題考查離子的檢驗，采用定性實驗和定量計算分析相結合的模式，增大了解題難度，同時涉及離子共存、離子反應等都是解題需注意的信息，尤其是K⁺的確定易出現(xiàn)失誤．