Question

【题目】某无色溶液中只可能含有NH4+、K+、Al3+、Fe3+、Cl﹣、SO42﹣等离子中的几种，现按下列步骤进行实验： ①该溶液的焰色反应呈现出紫色．
②取10mL该溶液于试管中滴加Ba（NO3）2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀，向滤液中加入AgNO3溶液未碱沉淀产生．
③另取10mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体，最后沉淀完全溶解，并且随NaOH溶液的加入，沉淀和气体的变化关系如图所示：

（1）该溶液中一定含有的离子是 ， 一定不含有的离子是 ．
（2）步骤②中发生反应的离子方程式为 ．
（3）图中CD段发生反应的离子方程式为 ．
（4）根据图中所示数据，计算实验中使用NaOH溶液的物质的量浓度为mol/L，焰色反应呈现紫色的离子的物质的量浓度为mol/L．

Answer 1

【答案】
（1）K+、NH4+、Al3+、SO42﹣； Cl﹣、Fe3+
（2）SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓
（3）Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O
（4）1；1
【解析】解：①溶液透过蓝色钴玻璃焰色反应呈紫色，说明溶液中含有K+离子，溶液呈无色，则一定不含Fe3+离子；

②取10mL该溶液于试管中滴加Ba（NO3）2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀，根据SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓知溶液中含有SO42﹣为0.03mol；向滤液中加入AgNO3溶液未见沉淀产生，则溶液中没有Cl﹣；

③另取10mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，则说明溶液中含有Al3+，（1）由①②③得该溶液中一定含有的离子是K+、NH4+、Al3+、SO42﹣；一定不含有的离子是Cl﹣、Fe3+，

所以答案是：K+、NH4+、Al3+、SO42﹣；Cl﹣、Fe3+；（2）钡离子和硫酸根离子反应生成白色沉淀硫酸钡不溶于稀硝酸，故离子方程式为SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓，

所以答案是：SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓；（3）氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，并根据弱酸，弱碱，水，氧化物等不拆，故离子方程式为Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O，

所以答案是：Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O；（4）Al3++3OH﹣=Al（OH）3↓，结合图象中沉淀的变化关系，知溶液中含有Al3+为0.01mol需OH﹣为0.03mol；当沉淀增加到一定量后开始产生气体，根据NH4++OH﹣=NH3↑+H2O结合图象，知溶液中含有NH4+为0.02mol需OH﹣为0.02mol；最后沉淀完全溶解是由于氢氧化铝与NaOH继续反应，反应的离子方程式为Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O，结合图象中沉淀的变化关系，需OH﹣为0.01mol；实验中使用的NaOH溶液的总物质的量为：0.03mol+0.02mol+0.01mol=0.06mol，结合图象中沉淀的变化关系知此时氢氧化钠溶液的体积为60mL，根据C= = =1mol/L；

根据图示信息分析该溶液中焰色反应呈现紫色的离子为K+，该溶液中一定含有K+、NH4+、Al3+、SO42﹣；根据（1）③知NH4+为0.02mol，Al3+为0.01mol，SO42﹣为0.03mol，根据溶液呈电中性溶液中阴阳离子所带的正负电荷总数相等，其中正电荷总数为：0.02mol×1+0.01mol×3+n（K+）×1=0.05mol+n（K+），负电荷总数0.03mol×2=0.06mol，所以n（K+）=0.01mol，根据C= = =lmol/L，

所以答案是：1；1．