题目内容
某工业废水仅含下表中的某些离子，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L（此数值忽略水的电离及离子的水解）．
甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
Ⅰ．取该无色溶液5mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加．
Ⅱ．用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，无紫色火焰．
Ⅲ．另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色．
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成．
请推断：
（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是 ．
（2）Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是 ．
（3）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有 ，阴离子有 ；并据此推测原溶液应该呈 性，原因是 （用离子方程式说明）．
（4）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，此过程中涉及的离子方程式为 ．充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，得到的固体质量为 g．
| 阳离子 | K+ Ag+ Mg2+ Cu2+ Al3+ NH4+ |
| 阴离子 | Cl- CO32- NO3- SO42- I- |
Ⅰ．取该无色溶液5mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加．
Ⅱ．用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，无紫色火焰．
Ⅲ．另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色．
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成．
请推断：
（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是
（2）Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是
（3）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有
（4）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，此过程中涉及的离子方程式为
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：Ⅰ．取该无色溶液5mL，说明一定不含有Cu2+，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加，说明增加的是NH4+，所以原溶液中一定不含NH4+，可能含有Mg2+、Al3+，不含NH4+，CO32-；
Ⅱ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K+；
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，说明有还原性离子 I-与NO3-和H+反应生成NO，即溶液中有I-、NO3-；，判断一定不含有Ag+；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO42-，根据以上判断分析．
Ⅱ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K+；
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，说明有还原性离子 I-与NO3-和H+反应生成NO，即溶液中有I-、NO3-；，判断一定不含有Ag+；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO42-，根据以上判断分析．
解答：
解：Ⅰ．取该无色溶液5mL，说明一定不含有Cu2+，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加，说明增加的是NH4+，所以原溶液中一定不含NH4+，可能含有Mg2+、Al3+，不含NH4+，CO32-；
Ⅱ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K+；
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，说明有还原性离子 I-与NO3-和H+反应生成NO，即溶液中有I-、NO3-；，判断一定不含有Ag+；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO42-；
（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K+、NH4+、Cu2+；
故答案为：K+、NH4+、Cu2+；
（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体，是I-与NO3-和H+反应生成NO，其离子方程式：6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O；
故答案为：6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O；
（3）由上述分析可知一定含有的阴离子I-、NO3-，SO42-，且各为0.1mol/L，依据电荷守恒可知，推断出的阳离子含有Mg2+、Al3+，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种-1价的阴离子为Cl-，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是：Mg2+、Al3+；阴离子是：Cl-、I-、NO3-、SO42-，溶液中镁离子和铝离子水解溶液呈酸性，反应的离子方程式为：Mg2++2H2O?Mg（OH）2+2H+、Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+；
故答案为：Mg2+、Al3+；Cl-、I-、NO3-、SO42-；酸；Mg2++2H2O?Mg（OH）2+2H+、Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+；
（4）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，Mg2+、Al3+ 反应生成Mg（OH）2，NaAlO2，涉及的离子方程式为Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，根据元素守恒：n（MgO）=n（Mg2+）=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol；m（MgO）=0.01mol×40g/mol=0.4g；
故答案为：Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；0.4；
Ⅱ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K+；
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，说明有还原性离子 I-与NO3-和H+反应生成NO，即溶液中有I-、NO3-；，判断一定不含有Ag+；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO42-；
（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K+、NH4+、Cu2+；
故答案为：K+、NH4+、Cu2+；
（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体，是I-与NO3-和H+反应生成NO，其离子方程式：6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O；
故答案为：6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O；
（3）由上述分析可知一定含有的阴离子I-、NO3-，SO42-，且各为0.1mol/L，依据电荷守恒可知，推断出的阳离子含有Mg2+、Al3+，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种-1价的阴离子为Cl-，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是：Mg2+、Al3+；阴离子是：Cl-、I-、NO3-、SO42-，溶液中镁离子和铝离子水解溶液呈酸性，反应的离子方程式为：Mg2++2H2O?Mg（OH）2+2H+、Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+；
故答案为：Mg2+、Al3+；Cl-、I-、NO3-、SO42-；酸；Mg2++2H2O?Mg（OH）2+2H+、Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+；
（4）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，Mg2+、Al3+ 反应生成Mg（OH）2，NaAlO2，涉及的离子方程式为Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，根据元素守恒：n（MgO）=n（Mg2+）=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol；m（MgO）=0.01mol×40g/mol=0.4g；
故答案为：Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；0.4；
点评：本题考查物质的检验、鉴别以及方程式的有关计算，题目难度中等，解答本题的关键是把握有关反应的化学方程式的书写．
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