Question

【題目】某無(wú)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(jìn)行如下連續(xù)實(shí)驗(yàn)：

(1)氣體A的成分是_______(填電子式)，氣體B的成分是_______(填結(jié)構(gòu)式)

(2)X溶液中一定不存在的離子是______________。

(3)寫(xiě)出步驟①中發(fā)生反應(yīng)的所有離子方程式：________________。

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

(5)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，溶液X中不能確定是否存在的離子是______________；只要設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的后續(xù)實(shí)驗(yàn)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(wú)色，則一定不含MnO4-，溶液X中加入過(guò)量鹽酸，有氣體A生成，并得到溶液I，說(shuō)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(yīng)①中加入鹽酸過(guò)量，反應(yīng)②中加入過(guò)量的NH4HCO3，產(chǎn)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(guò)量，與過(guò)量Ba(OH)2反應(yīng)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(jù)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(jià)化合物，碳原子和每個(gè)氧原子之間有兩個(gè)共用電子對(duì)，電子式為：；氣體B為NH3，氮原子和每個(gè)氫原子之間有一個(gè)共用電子對(duì)，結(jié)構(gòu)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(guò)量鹽酸，碳酸根與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，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(yīng)生成Al3+，鋁離子和碳酸氫根離子水解相互促進(jìn)生成二氧化碳?xì)怏w和氫氧化鋁白色沉淀，有關(guān)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(yàn)證SO42-的存在，根據(jù)BaCO3不溶于水但能溶于酸、BaSO4既不溶于水也不溶于酸的性質(zhì)，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-。