Question

16．某无色溶液，其中可能存在如下离子：Na⁺、Ba²⁺、Al³⁺、AlO₂^-、S^2-、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-，现取该溶液进行有关实验，结果如图所示．

（1）生成沉淀甲的离子方程式为2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O．
（2）由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式为Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
（3）沉淀丙可能是BaCO₃或BaCO₃与BaSO₄的混合物，请设计化学实验确定其成分在所得沉淀丙中加入稀盐酸，若沉淀全部溶解，说明沉淀丙是BaCO₃，若沉淀仅部分溶解，说明沉淀是BaCO₃和BaSO₄的混合物．
（4）综合上述信息，可以肯定存在的离子有Na⁺、S^2-、SO₃^2-、AlO₂^-，一定不存在的离子是Ba²⁺、Al³⁺．

Answer 1

分析 由无色溶液加HBr产生淡黄色沉淀，该沉淀只能为S，则发生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O，说明一定存在S^2-、SO₃^2-，根据离子共存可知一定不存在Ba²⁺、Al³⁺；CO₃^2-和SO₄^2-可能存在，根据溶液要呈电中性，故Na⁺一定存在；白色沉淀乙应为原溶液中含有的AlO₂^-与过量HBr反应生成Al³⁺与HCO₃^-发生双水解得到Al（OH）₃，气体乙为二氧化碳，再加过量Ba（OH）₂反应，因NH₄HCO₃过量，白色沉淀丙一定含碳酸钡，还可能有BaSO₄，气体丙为氨气，
（1）结合可能存在的离子知，加入HBr后得到淡黄色沉淀一定S^2-与SO₃^2-在酸性条件下发生归中反应得到的单质硫；
（2）由（1）知，溶液中含S^2-与SO₃^2-，则一定不含Ba²⁺、Al³⁺，加入过量NH₄HCO₃后得到白色沉淀只能是原溶液中含有的AlO₂^-与过量HBr反应生成Al³⁺与HCO₃^-发生双水解得到Al（OH）₃；
（3）沉淀丙即可能是剩余NH₄HCO₃与Ba（OH）₂反应得到BaCO₃，也可能是BaCO₃与溶液可能含有的SO₄^2-与Ba（OH）₂反应得到BaSO₄的混合物；因硫酸钡不溶于盐酸，因此可利用加入盐酸，观察固体溶解情况来判断固体成分；
（4）结合前面分析知一定含有S^2-、SO₃^2-、AlO₂^-，在利用电荷守恒可知必含Na⁺； 一定不含Ba²⁺、Al³⁺； 无法确定是否含有CO₃^2-、SO₄^2-．

解答 解：由无色溶液加HBr产生淡黄色沉淀，该沉淀只能为S，则发生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O，说明一定存在S^2-、SO₃^2-，根据离子共存可知一定不存在Ba²⁺、Al³⁺；CO₃^2-和SO₄^2-可能存在，根据溶液要呈电中性，故Na⁺一定存在；白色沉淀乙应为原溶液中含有的AlO₂^-与过量HBr反应生成Al³⁺与HCO₃^-发生双水解得到Al（OH）₃，气体乙为二氧化碳，再加过量Ba（OH）₂反应，因NH₄HCO₃过量，白色沉淀丙一定含碳酸钡，还可能有BaSO₄，气体丙为氨气，
（1）沉淀甲为单质硫，生成S的反应是溶液中S^2-与SO₃^2-在酸性条件下发生归中反应得到，所以生成沉淀甲的离子方程式为：2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O，
故答案为：2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O；
（2）溶液中含S^2-与SO₃^2-，则一定不含Ba²⁺、Al³⁺，而溶液甲与过量NH₄HCO₃后得到白色沉淀一定是Al（OH）₃，产生该沉淀的原因一定是原溶液中含有的AlO₂^-与过量HBr反应生成Al³⁺与HCO₃^-发生双水解得到Al（OH）₃，所以生成沉淀乙的离子方程式为：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案为：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（3）沉淀丙即可能是剩余NH₄HCO₃与Ba（OH）₂反应得到BaCO₃，也可能是BaCO₃与溶液可能含有的SO₄^2-与Ba（OH）₂反应得到BaSO₄的混合物，故沉淀丙可能是：BaCO₃或BaCO₃与BaSO₄的混合物；利用碳酸钡可溶于盐酸而硫酸钡不溶于盐酸的性质，利用向固体中加入盐酸，观察固体溶解情况来判断固体成分，故确定固体成分的方法是：在所得沉淀丙中加入稀盐酸，若沉淀全部溶解，说明沉淀丙是BaCO₃，若沉淀仅部分溶解，说明沉淀是BaCO₃和BaSO₄的混合物，
故答案为：BaCO₃或BaCO₃与BaSO₄的混合物；在所得沉淀丙中加入稀盐酸，若沉淀全部溶解，说明沉淀丙是BaCO₃，若沉淀仅部分溶解，说明沉淀是BaCO₃和BaSO₄的混合物；
（4）根据分析可知一定含有离子为：S^2-、SO₃^2-、AlO₂^-、Na⁺； 一定不含的离子为：Ba²⁺、Al³⁺； 无法确定是否含有的离子为：CO₃^2-、SO₄^2-，
故答案为：Na⁺、S^2-、SO₃^2-、AlO₂^-；Ba²⁺、Al³⁺．

点评 本题考查无机推断，题目难度中等，涉及离子推断、离子方程式书写、物质检验方案的设计等知识，明确常见离子的性质为解答关键，试题有利于提高学生的分析、理解能力及逻辑推理能力．