Question

现有易溶强电解质的混合溶液10L，其中可能含有K⁺、Ba²⁺、Na⁺、NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-、AlO₂^-、OH^-中的几种，向其中通入CO₂气体，产生沉淀的量与通入CO₂的量之间的关系如图所示：请回答下列问题：
（1）该溶液中能确定存在的离子是

 

，肯定不存在的离子是

 

不能确定的离子中至少还存在一种

 

离子（填“阴”、“阳”），验证该离子是否存在的实验方法是

 

，若确定只存在其中的一种，则该离子的最小浓度为

 

．
（2）写出BC段和DE段反应的离子方程式

 

、

 

．

Answer 1

考点：常见阳离子的检验,常见阴离子的检验

专题：物质检验鉴别题

分析：通入二氧化碳，在OA段产生沉淀，说明一定含Ba²⁺，根据离子共存条件，一定不含SO₄^2-，因二者反应会生成硫酸钡沉淀；在BC段产生沉淀，说明含AlO₂^-，AlO₂^-存在碱性环境，故一定含OH^-，不含NH₄⁺，因NH₄⁺与OH^-反应放氨气，根据OA段，通入1mol二氧化碳生成1mol沉淀，所以 Ba²⁺为1mol，反应方程式为：Ba（OH）₂+CO₂=BaCO₃↓+H₂O，AB段沉淀不变，说明二氧化碳和OH^-反应，结合OA段可知含 OH^-共2.5mol，根据BC段可知发生反应：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2A l（OH）₃↓+CO₃^2-，故消耗二氧化碳0.5mol，即AlO₂^-的物质的量为1mol，CD段发生反应：CO₃^2-+CO₂+H₂O═2HCO₃^-，DE段发生反应：BaCO₃+CO₂+H₂O═Ba²⁺+2HCO₃^-，根据电荷守恒，所含阳离子所带正电荷为Ba²⁺所带：2mol，阴离子所带负电荷为AlO₂^-、OH^-所带：2.5mol+1mol=3.5mol，故一定还含阳离子，根据电荷守恒，计算出所含阳离子物质的量，进而计算出浓度．

解答： 解：通入二氧化碳，在OA段产生沉淀，说明一定含Ba²⁺，根据离子共存条件，一定不含SO₄^2-，因二者反应会生成硫酸钡沉淀；在BC段产生沉淀，说明含AlO₂^-，AlO₂^-存在碱性环境，故一定含OH^-，不含NH₄⁺，因NH₄⁺与OH^-反应放氨气，根据OA段，通入1mol二氧化碳生成1mol沉淀，所以 Ba²⁺为1mol，反应方程式为：Ba（OH）₂+CO₂=BaCO₃↓+H₂O，AB段沉淀不变，说明二氧化碳和OH^-反应，结合OA段可知含 OH^-共2.5mol，根据BC段可知发生反应：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2A l（OH）₃↓+CO₃^2-，故消耗二氧化碳0.5mol，即AlO₂^-的物质的量为1mol，CD段发生反应：CO₃^2-+CO₂+H₂O═2HCO₃^-，DE段发生反应：BaCO₃+CO₂+H₂O═Ba²⁺+2HCO₃^-，根据电荷守恒，所含阳离子所带正电荷为Ba²⁺所带：2mol，阴离子所带负电荷为AlO₂^-、OH^-所带：2.5mol+1mol=3.5mol，故一定还含阳离子．
（1）根据以上分析，一定含Ba²⁺、AlO₂^-、OH^-，一定不含：NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-；不能确定离子中至少还存在一种阳离子存在，所给阳离子中还有K⁺、Na⁺没确定，可通过焰色反应来鉴别；根据电荷守恒，所含离子的物质的量设为n，则有：n+2mol=3.5mol，n=1.5，浓度为：

1.5mol

10L

=0.15mol/L，若含氯离子，则阳离子浓度大于0.15mol/L；故答案为：Ba²⁺、AlO₂^-、OH^-； NH₄⁺、SO₄^2-；阳离子；焰色反应；0.15mol/L；
（2）根据BC段可知发生反应：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2A l（OH）₃↓+CO₃^2-，DE段发生反应：BaCO₃+CO₂+H₂O═Ba²⁺+2HCO₃^-，
故答案为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2A l（OH）₃↓+CO₃^2-；BaCO₃+CO₂+H₂O═Ba²⁺+2HCO₃^-．

点评：本题考查了离子的推断，难度较大，关键是搞清反应原理结合离子共存和电荷守恒解答．