Question

某无色溶液X，由Na⁺、Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺、AlO₂^-、MnO₄^-、CO₃^2-、SO₄^2-中的若干种离子组成，取溶液进行如下连续实验：

（1）气体A的成分是

 

（填化学式），气体B的成分是

 

（填化学式）．
（2）X溶液中一定存在的离子是

 

（用离子符号表示）．
（3）写出步骤②时形成白色沉淀甲的离子方程式

 

．
（4）通过上述实验，白色沉淀乙的组成可能是

 

；只要设计一个简单的后续实验就可以确定该沉淀的组成，该方法是

 

．

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：溶液呈无色，则不含MnO₄^-，加入过量盐酸只产生气体，则一定含有CO₃^2-，不含Ag⁺、Al³⁺，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．

解答： 解：溶液呈无色，则一定不含MnO₄^-，
1、取适量溶液，加入过量盐酸，有气体生成，并得到无色溶液，说明溶液中含有CO₃^2-，则一定不含Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺；
2、在（Ⅰ）所得溶液中加入过量NH₄HCO₃溶液，有气体生成，同时析出白色沉淀甲，说明（Ⅰ）中含有Al³⁺，则原溶液中含有AlO₂^-；
3、在（Ⅱ）所得溶液中加入过量Ba（OH）₂溶液也有气体生成，同时析出白色沉淀乙，该气体为氨气，沉淀为BaCO₃或BaSO₄，不能确定原溶液中是否含有SO₄^2-，
根据溶液电中性原则可知含有Na⁺，所以溶液中一定含有Na⁺、CO₃^2-、AlO₂^-，
所以：
（1）气体A的成分是：二氧化碳，气体B的成分是氮气，故答案为：CO₂；NH₃；
（2）X溶液中一定存在的离子是：Na⁺、CO₃^2-、AlO₂^-，故答案为：Na⁺、CO₃^2-、AlO₂^-；
（3）写出步骤②形成白色沉淀甲，是铝离子和碳酸氢根离子发生双水解，生成氢氧化铝，反应的离子的方程式为Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，故答案为：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）溶液中含有碳酸根离子可能含有硫酸根离子所以加过量的氢氧化钡生成白色沉淀一定含有碳酸钡，可能有硫酸钡，故答案为：一定含有碳酸钡，可能有硫酸钡．在沉淀乙中加足量的稀盐酸，若沉淀全部溶解则说明只有BaCO₃，若不能全部溶解，说明是BaCO₃和BaSO₄的混合物．

点评：本题考查离子的推断和离子共存问题，题目难度中等，本题注意根据物质反应的现象进行推断，易错点为SO₄^2-的确定．