Question

溶液X中只可能含有K⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Al³⁺、AlO₂^-、SO₄^2-、SiO₃^2-、SO₃^2-、HCO₃^-中的若干种．某实验探究小组对溶液X进行如下实验：

已知：（1）Mg²⁺与AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-在溶液中不能大量共存，Fe³⁺、Al³⁺分别与AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-、HCO₃^-在溶液中不能大量共存
（2）18℃时，Ksp[Mg（OH）₂]═1×10^-11，Ksp（MgCO₃）═3×10^-5
请回答下列问题：
（1）溶液X中加入过量NaOH溶液的离子方程式为

 

．
（2）溶液甲与过量稀盐酸反应的离子方程式

 

．
（3）溶液X中一定含有的离子是

 

；可能存在的离子有

 

．
（4）该实验探究小组对溶液X中可能存在的离子再进行探究．请你协助该小组提出离子鉴定方案，并填写下表：

离子鉴定方案（实验操作步骤）	预期的现象和结论

Answer 1

考点：物质的检验和鉴别的实验方案设计

专题：物质检验鉴别题

分析：X中加过量NaOH生成白色沉淀为氢氧化镁，则一定含Mg²⁺，而不含Fe³⁺、Fe²⁺；Mg²⁺与AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-在溶液中不能大量共存，则不含AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-；溶液加加盐酸生成的无色气体为二氧化碳，则甲中含CO₃^2-，即原溶液X中含HCO₃^-，而K⁺、SO₄^2-不能确定，以此来解答．

解答： 解：X中加过量NaOH生成白色沉淀为氢氧化镁，则一定含Mg²⁺，而不含Fe³⁺、Fe²⁺；Mg²⁺与AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-在溶液中不能大量共存，则不含AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-；溶液加加盐酸生成的无色气体为二氧化碳，则甲中含CO₃^2-，即原溶液X中含HCO₃^-，而K⁺、SO₄^2-不能确定，
（1）溶液X中加入过量NaOH溶液的离子方程式为HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓（若依次写作HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O、Mg²⁺+CO₃^2-═MgCO₃↓、MgCO₃+2OH^-═CO₃^2-+Mg（OH）₂↓），故答案为：HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；
（2）溶液甲与过量稀盐酸反应的离子方程式为CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O，故答案为：CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O；
（3）由上述分析可知，一定含Mg²⁺、HCO₃^-，可能含K⁺、SO₄^2-，故答案为：Mg²⁺、HCO₃^-；K⁺、SO₄^2-；       
（4）检验钾离子，用洁净的铂丝蘸取待测液在火焰上灼烧，隔蓝色钴玻璃，观察火焰颜色，火焰颜色呈紫色，证明溶液中有K⁺，否则没有K⁺；
检验硫酸根离子，取少量待测液用盐酸酸化，加入BaCl₂溶液，盐酸酸化时无白色沉淀，加入BaCl₂溶液有白色沉淀，证明溶液中有SO₄^2-，否则没有，
故答案为：

离子鉴定方案（实验操作步骤）	预期的现象和结论
K+：用洁净的铂丝蘸取待测液在火焰上灼烧，隔蓝色钴玻璃，观察火焰颜色 SO42-：取少量待测液用盐酸酸化，加入BaCl2溶液	火焰颜色呈紫色，证明溶液中有K+，否则没有K+ 盐酸酸化时无白色沉淀，加入BaCl2溶液有白色沉淀，证明溶液中有SO42-，否则没有

点评：本题考查物质鉴别和检验实验方案的设计，为高频考点，把握实验中发生的反应、现象与结论的关系为解答的关键，注意X中离子的推断及离子的检验方法，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．