Question

20．有一透明溶液，可能含有较大量的NH₄⁺、Fe³⁺、Na⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Cu²⁺中的某一种或几种，取此溶液做下列试验
a．取少量溶液，加入用盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成；
b．另取少量溶液，加入过氧化钠粉末，溶液中只有白色沉淀，并逸出无色无味的气体．
其加入过氧化钠的物质的量与析出沉淀的物质的量的关系如图：
（1）溶液中一定含有的离子为：SO₄^2-、Al³⁺、Mg²⁺；
（2）溶液中肯定不含的离子为：H⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、Cu²⁺、Fe³⁺；
（3）溶液中可能含有的离子为：Na⁺；
（4）写出过氧化钠与水反应方程式2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；
（5）写出AB段的离子方程式Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓．

Answer 1

分析 a．加入盐酸酸化的氯化钡产生白色沉淀，说明溶液中一定含有硫酸根离子；
b．生成的是白色沉淀，一定没有铁离子、铜离子；根据图象分析，开始生成沉淀，说明溶液中一定不存在氢离子，生成的沉淀只有部分溶解，证明溶液中一定存在铝离子、镁离子，能够与镁离子、铝离子反应的离子不能存在；
根据以上分析完成本题．

解答 解：a．取少量溶液加入用盐酸酸化的BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，白色沉淀为硫酸钡，证明溶液中一定存在硫酸根离子；
b．取少量原溶液加入过氧化钠粉末，溶液中有白色沉淀产生，氢氧化铁为红褐色、氢氧化铜为蓝色沉淀，所以溶液中一定不存在铜离子、铁离子；产生的无色无味的气体为氧气，氨气有刺激性气味，溶液中一定不会存在铵离子；根据图象可知，开始就出现沉淀生成，证明溶液中一定不存在氢离子，生成的沉淀只能部分溶解，所以溶液中一定存在铝离子和镁离子，一定不存在碳酸根离子，
（1）根据以上分析，溶液中一定存在的离子为：SO₄^2-、Al³⁺、Mg²⁺，
故答案为：SO₄^2-、Al³⁺、Mg²⁺；
（2）溶液中一定不存在的离子为：H⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、Cu²⁺、Fe³⁺，
故答案为：H⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、Cu²⁺、Fe³⁺；
（3）根据以上推断，无法确定是否含有钠离子，故答案为：Na⁺；
故答案为：Na⁺；
（4）过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，反应的方程式为：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑，故答案为：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；
（5）AB段是离子产生沉淀直到最大量的过程，反应的离子方程为：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，故答案为：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓．

点评 本题考查了离子检验方法，该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，试题综合性强，难度较大，有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，提高学生的应试能力和学习效率．