Question

某无色溶液，其中有可能存在以下离子：Na⁺、Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺、AlO₂^-、S^2-、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-，现取该溶液进行有关试验，其结果如下：

回答下列问题：
（1）生成沉淀甲的离子方程式：

 

；
已知气体甲由两种氧化物组成（不包括水蒸汽和HBr），请你设计实验逐一鉴别这两种成分，将所需试剂以及现象填入下表中（可不填满，表中每一行对应正确方可得分）

步骤	实验目的	试剂	现象
1
2
3
4

（2）由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式：

 

；
（3）综上所述，该溶液中肯定存在的离子有：

 

．
（4）针对溶液中可能存在的离子，用实验验证其是否存在的方法是

 

．

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：首先分析离子间的反应，如Ag⁺与题目所给的所以阴离子都能反应，不能大量共存，所以原溶液不含Ag⁺，由于气体甲为两种气体，则气体甲为二氧化碳和二氧化硫的混合物，所以溶液中一定存在CO₃²?和SO₃^2-；由无色溶液加HBr产生淡黄色沉淀，则沉淀甲为S，则发生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O，一定存在S^2-、SO₃^2-；溶液甲与过量碳酸氢铵反应，则沉淀乙为Al（OH）₃，气体乙为二氧化碳，溶液乙中加过量氢氧化钡反应生成白色沉淀丙应为BaCO₃，气体丙为氨气，然后结合离子的共存来分析，
（1）硫离子和亚硫酸根离子在酸性环境下发生归中反应生成单质硫；根据二氧化硫和二氧化碳的性质设计实验进行检验；
（2）铝离子和碳酸氢根之间能发生双水解反应生成氢氧化铝白色沉淀；
（3）根据以上分析判断该溶液中肯定存在的离子；
（4）根据题目所给信息不能确定的离子为SO₄²?，沉淀甲一定含BaCO₃，若含有SO₄²?，沉淀丙中还含有BaSO₄，加入足量稀盐酸，沉淀不能完全溶解，若沉淀全部溶解，则原溶液中无SO₄^2-．

解答： 解：（1）Ag⁺与题目所给的所以阴离子都能反应，不能大量共存，所以原溶液不含Ag⁺，所以淡黄色沉淀甲不是AgBr，为SO₃²?与S²?在酸性条件下反应生成的S单质沉淀，所以离子方程式为：2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O；气体甲由两种氧化物组成（不包括水蒸汽和HBr），因为氢溴酸为强酸，能与CO₃²?和SO₃²?反应生成CO₂和SO₂气体，所以气体甲含有的两种氧化物为SO₂和CO₂，首先利用SO₂的漂白性，通入品红溶液检验SO₂，为了防止SO₂对CO₂检验的干扰，第2步应利用SO₂的还原性，通入酸性KMnO₄除去SO₂，然后再通入澄清石灰水，检验CO₂的存在，
故答案为：2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O；

步骤	实验目的	试剂	现象
1	检验SO2	品红溶液	红色褪去
2	除尽SO2	酸性高锰酸钾溶液	紫色变浅或不完全褪去
3	检验CO2	澄清石灰水	变浑浊

（2）因为Ba²⁺、Al³⁺不能与CO₃²?、SO₃²?共存，所以加入NH₄HCO₃后产生白色沉淀，说明原溶液含有AlO₂^-，加入过量氢溴酸后，转化为Al³⁺，Al³⁺与HCO₃?反应生成Al（OH）₃沉淀，离子方程式为：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案为：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑； 
（3）根据（1）可推出原溶液含有S²?、SO₃²?、CO₃²?；根据（2）可推出原溶液含有AlO₂^-；Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺与SO₃²?、CO₃²?等离子不能大量共存，根据溶液呈中性，所以原溶液还一定含有Na⁺，所以溶液中一定存在的离子为：S^2-、SO₃^2-、AlO₂^-、Na⁺、CO₃^2-，
故答案为：S^2-、SO₃^2-、AlO₂^-、Na⁺、CO₃^2-；
（4）原溶液中有可能有硫酸根离子，溶液乙中含碳酸氢根离子，则沉淀丙为BaCO₃，可能有BaSO₄，在沉淀丙中加入足量盐酸，若沉淀不能全部溶解，说明除BaCO₃ 外还有BaSO₄；若全部溶解，则仅有BaCO₃，
故答案为：取沉淀丙加入足量稀盐酸，若沉淀不能完全溶解，则原溶液中含SO₄^2-，沉淀全部溶解，则原溶液中无SO₄^2-．

点评：本题考查离子的共存及离子反应，利用流程及离子之间的反应推断出存在离子是解答的关键，注意过量离子及电荷守恒的应用，题目难度中等．