Question

(11分)学校化学研究小组对某溶液进行检测分析，该无色溶液中可能含有NH₄⁺、K⁺、Al³⁺、HCO₃^—、Cl^—、MnO₄^—、SO₄^2-等离子中的几种离子。
①经实验可知溶液明显呈酸性。
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白色沉淀甲，向滤液中加入AgNO₃溶液未见沉淀产生。
③另取少量该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀乙，当沉淀增加到一定量后开始产生气体丙，最后沉淀完全溶解。
（1）写出气体丙的电子式___________________。
（2）该溶液中一定不含有：___________________（填离子的化学式）离子，一定含有的离子有___________（填离子的化学式）。
（3）在这些不存在的离子中，有一种离子在酸性环境中与SO₂反应，试写出该反应的离子方程式：________________________。
（4）请设计实验方案，检验该试液中是否存在可能含有的离子____________________。
（5）为确定上述溶液中所含的各种离子的物质的量，取100mL上述溶液并向其中加入Na₂O₂固体，产生的沉淀和气体与所加Na₂O₂固体物质的量的关系曲线如图Ⅰ：该溶液中可能存在的离子的物质的量为________mol。

Answer 1

（1） （2）MnO₄^-、HCO₃^-、Cl^-；   NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-
（3）2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺
（4）焰色反应，用洁净的铂丝蘸取试样在无色火焰上灼烧, 透过蓝色钴玻璃，观察火焰颜色，若紫色，则含有K⁺。      （5）0.1

解析试题分析：无色溶液，则MnO₄^-一定不存在，根据①溶液呈酸性，则HCO₃^-一定不存在，根据②可知溶液中一定有SO₄^2-，且SO₄^2-为0.03mol，一定没有Cl^-，根据④可以确定溶液中一定有NH₄⁺和Al³⁺。
据图可知加入Na₂O₂0.15mol，沉淀达到最大值，则Al³⁺为0.1mol，Na₂O₂从0.15mol增至0.25mol是与NH₄⁺反应产生氨气，则NH₄⁺为0.2mol，根据溶液中电荷守恒，一定有K⁺且为0.1mol。
考点：元素推断、离子共存、金属的性质
点评：本题综合性强，主要锻炼学生的推断能力，难度较大，尤其最后的计算。