Question

有一无色溶液，其中可能含有Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-等离子中的几种，为分析其成分，取此溶液分别进行了四个实验，其操作和有关现象如图1所示：

第③个实验中，生成白色沉淀的量与加入NaOH的量有图2所示的相互关系．据此可知：
（1）在原溶液中一定不存在的离子有

 

；
（2）为满足该溶液中一定存在的离子的要求，一般可溶解两种常见物质，其化学式分别为

 

和

 

；
（3）写出第③个实验中可能发生的所有反应的离子方程式

 

．

Answer 1

考点：常见离子的检验方法

专题：离子反应专题

分析：溶液透过蓝色钴玻璃焰色反应呈紫色，说明溶液中含有K⁺离子，溶液呈无色，则一定不含有色离子，逐滴加入过量NaOH溶液有白色沉淀，则溶液中含有Mg²⁺离子；加入氯化钡和盐酸后生成白色沉淀，由于溶液中没有Ag⁺离子，则生成沉淀为BaSO₄，溶液中含有SO₄^2-离子，第③个实验中，生成白色沉淀的量与加入NaOH的量的先增大后减小，则说明溶液中含有Al³⁺离子，据此进行解答．

解答： 解：透过蓝色钴玻璃焰色反应呈紫色，说明溶液中含有K⁺离子；溶液呈无色，则一定不含有色离子：Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺；逐滴加入过量NaOH溶液有白色沉淀，则溶液中含有Mg²⁺离子，一定不含CO₃^2-；加入氯化钡和盐酸后生成白色沉淀，由于溶液中没有Ag⁺离子，则生成沉淀为BaSO₄，溶液中含有SO₄^2-离子，第③个实验中，根据图象可知：生成白色沉淀的量与加入NaOH的量的先增大后减小，最后不再变化，则说明溶液中含有Al³⁺离子，一定不含有铵根离子，综上可知：原溶液中一定含有Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-，一定不含Fe³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺、Cu²⁺、CO₃^2-，
（1）根据以上分析可知，原溶液中一定不含有：Fe³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺、Cu²⁺、CO₃^2-，
故答案为：Fe³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺、Cu²⁺、CO₃^2-； 
（2）原溶液中一定含有的离子为：Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-，可以组成的物质为：KAl（SO₄）₂（或KAl（SO₄）₂?12H₂O）、MgSO₄，
故答案为：KAl（SO₄）₂（或KAl（SO₄）₂?12H₂O）；MgSO₄；
（3）溶液中含有Al³⁺、Mg²⁺，加入氢氧化钠发生的反应有：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．

点评：本题考查了未知物的推断、常见离子的检验，题目难度中等，正确根据反应现象推断存在的离子为解答本题的关键，注意掌握离子的特征反应，如铝离子与氢氧化钠溶液的反应现象．