Question

18．某无色溶液X，由Na⁺、Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、AlO₂^-、CO₃^2-、SO₄^2-中的若干种离子组成，取该溶液进行如下实验：

（1）气体A的成分是CO₂（填化学式，下同），气体B的成分是NH₃．
（2）写出步骤①发生反应的所有离子方程式CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑、AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O．
（3）写出步骤②形成白色沉淀甲的离子方程式Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
（4）通过上述实验，可确定X溶液中一定存在的离子是CO₃^2-、AlO₂^-、Na⁺，尚未确定是否存在的离子是SO₄^2-，只要设计一个简单的后续实验就可以确定该离子是否存在，该方法是向所得沉淀乙中滴加足量的稀硝酸，若沉淀不完全溶解，则证明含有SO₄^2-．

Answer 1

分析 溶液呈无色，则不含Fe³⁺，加入过量盐酸只产生气体，则一定含有CO₃^2-，不含Ag⁺，反应后溶液呈酸性，加入过量碳酸氢铵溶液，生成气体和白色沉淀，则发生反应应为：Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑，则原溶液中含有AlO₂^-，则一定不含Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺，因这些离子与AlO₂^-发生相互促进的水解而不能大量共存，根据溶液电中性原则，一定含有Na⁺，最后加入过量氢氧化钡溶液，因之前加入的碳酸氢铵过量，则生成的白色沉淀可能为BaCO₃，不能确定SO₄^2-是否存在，以此来解答．

解答 解：（1）气体A的成分是CO₂，所涉及反应有：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑，Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑，气体B为NH₃，所涉及反应为：NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O，故答案为：CO₂；NH₃；
（2）步骤①发生反应的所有离子方程式为CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑、AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O，故答案为：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑、AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O；
（3）溶液中含有AlO₂^-，加入过量盐酸发生反应：AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O，加入过量碳酸氢铵溶液，生成气体和白色沉淀，则步骤②形成白色沉淀甲的离子方程式为Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑，故答案为：Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）由以上分析可知，X溶液中一定存在的离子是CO₃^2-，AlO₂^-，Na⁺，因最后加入过量氢氧化钡溶液，因之前加入的碳酸氢铵过量，则生成的白色沉淀可能为BaCO₃，不能确定SO₄^2-是否存在，可向所得沉淀乙中滴加足量的稀硝酸，若沉淀不完全溶解，则证明含有SO₄^2-，
故答案为：CO₃^2-、AlO₂^-、Na⁺；SO₄^2-；向所得沉淀乙中滴加足量的稀硝酸，若沉淀不完全溶解，则证明含有SO₄^2-．

点评 本题考查无机物的推断，为高频考点，把握离子的性质、发生的反应为解答的关键，侧重分析与推断能力的考查，注意沉淀的判断及元素化合物知识的应用，题目难度不大．