Question

某溶液的溶质是由下列中的几种离子构成：Na⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、AlO₂^-、SO₃^2-、SO₄^2-．取该溶液进行有关实验，实验步骤及结果如下：
①向溶液中加入过量稀盐酸，得到气体甲和溶液甲；
②向溶液甲中加入过量NH₄HCO₃溶液，得到白色沉淀乙、气体乙和溶液乙；
③向溶液乙中加入过量Ba（OH）₂溶液，得到白色沉淀丙、气体丙和溶液丙．
④检验气体甲、气体乙、气体丙，都只含有一种成份，而且各不相同．
请回答下列问题：
（1）只根据实验①能得出的结论是

 

；
（2）沉淀丙中一定含有

 

，可能含有

 

．
（3）该溶液中肯定存在的离子有

 

．
（4）气体甲的化学式为

 

；气体乙的名称为

 

；气体丙的分子几何构型是

 

；
（5）向溶液甲中加入NH₄HCO₃溶液至过量，该过程中发生的离子方程式为

 

；

 

．

Answer 1

考点：物质的检验和鉴别的实验方案设计

专题：

分析：①向溶液中加入过量稀盐酸，得到气体甲和溶液甲，则气体为二氧化碳或二氧化硫，或均存在；
②向溶液甲中加入过量NH₄HCO₃溶液，得到白色沉淀乙、气体乙和溶液乙，可知沉淀乙为氢氧化铝、气体乙为二氧化碳；
③向溶液乙中加入过量Ba（OH）₂溶液，得到白色沉淀丙、气体丙和溶液丙，沉淀丙一定含有BaCO₃可能含有BaSO₄，产生的气体丙为氨气；
④检验气体甲、气体乙、气体丙，都只含有一种成份，而且各不相同，则甲应为二氧化硫，乙为二氧化碳，丙为氨气，结合离子之间的反应及现象来解答．

解答： 解：（1）通过实验①中，加入过量稀盐酸有气体产生，故溶液中至少含有CO₃^2-、SO₃^2-中的一种，若含有CO₃^2-、SO₃^2-中的一种，则一定不能含有Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺；由于溶液中不显电性，由电荷守恒可知一定有阳离子为Na⁺，
故答案为：至少含有CO₃^2-、SO₃^2-中的一种，一定不含有Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺，一定含有Na⁺；
（2）实验②中加入NH₄HCO₃溶液，得到气体乙，证明原溶液中一定不含有碳酸根，实验①中产生的气体甲为SO₂，原溶液中一定含有SO₃^2-；气体乙为二氧化碳，溶液甲中能够与NH₄HCO₃溶液产生白色沉淀乙只有Al³⁺，则产生的溶液乙中主要含有CO₃^2-、Na⁺、HCO₃^-、Cl^-、NH₄⁺，但不能确定是否含有硫酸根离子；
实验③中加入Ba（OH） ₂产生的沉淀丙中一定含有BaCO₃可能含有BaSO₄，产生的气体丙为氨气，
故答案为：BaCO₃；BaSO₄；
（3）通过上述可知，原溶液中一定含有Na⁺、SO₃^2-、AlO₂^-三种离子，故答案为：Na⁺、SO₃^2-、AlO₂^-；
（4）气体甲、气体乙、气体丙，都只含有一种成份，而且各不相同，则甲应为SO₂，乙为二氧化碳，丙为氨气气体，其空间构型为三角锥形，
故答案为：SO₂；二氧化碳；三角锥形；
（5）甲溶液中含有的主要离子有H+、Al³⁺故可能发生的离子反应为HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H ₂O、Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案为：HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O； Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．

点评：本题考查物质的检验及推断，为高频考点，把握离子之间的反应及现象、分析与推断能力为解答的关键，注意试剂过量及沉淀和气体的确定，题目难度中等．