Question

16．某無(wú)色溶液，其中可能存在如下離子：Na⁺、Ba²⁺、Al³⁺、AlO₂^-、S^2-、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-，現(xiàn)取該溶液進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示．

（1）生成沉淀甲的離子方程式為2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O．
（2）由溶液甲生成沉淀乙的離子方程式為Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
（3）沉淀丙可能是BaCO₃或BaCO₃與BaSO₄的混合物，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)確定其成分在所得沉淀丙中加入稀鹽酸，若沉淀全部溶解，說(shuō)明沉淀丙是BaCO₃，若沉淀僅部分溶解，說(shuō)明沉淀是BaCO₃和BaSO₄的混合物．
（4）綜合上述信息，可以肯定存在的離子有Na⁺、S^2-、SO₃^2-、AlO₂^-，一定不存在的離子是Ba²⁺、Al³⁺．

Answer 1

分析 由無(wú)色溶液加HBr產(chǎn)生淡黃色沉淀，該沉淀只能為S，則發(fā)生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O，說(shuō)明一定存在S^2-、SO₃^2-，根據(jù)離子共存可知一定不存在Ba²⁺、Al³⁺；CO₃^2-和SO₄^2-可能存在，根據(jù)溶液要呈電中性，故Na⁺一定存在；白色沉淀乙應(yīng)為原溶液中含有的AlO₂^-與過(guò)量HBr反應(yīng)生成Al³⁺與HCO₃^-發(fā)生雙水解得到Al（OH）₃，氣體乙為二氧化碳，再加過(guò)量Ba（OH）₂反應(yīng)，因NH₄HCO₃過(guò)量，白色沉淀丙一定含碳酸鋇，還可能有BaSO₄，氣體丙為氨氣，
（1）結(jié)合可能存在的離子知，加入HBr后得到淡黃色沉淀一定S^2-與SO₃^2-在酸性條件下發(fā)生歸中反應(yīng)得到的單質(zhì)硫；
（2）由（1）知，溶液中含S^2-與SO₃^2-，則一定不含Ba²⁺、Al³⁺，加入過(guò)量NH₄HCO₃后得到白色沉淀只能是原溶液中含有的AlO₂^-與過(guò)量HBr反應(yīng)生成Al³⁺與HCO₃^-發(fā)生雙水解得到Al（OH）₃；
（3）沉淀丙即可能是剩余NH₄HCO₃與Ba（OH）₂反應(yīng)得到BaCO₃，也可能是BaCO₃與溶液可能含有的SO₄^2-與Ba（OH）₂反應(yīng)得到BaSO₄的混合物；因硫酸鋇不溶于鹽酸，因此可利用加入鹽酸，觀察固體溶解情況來(lái)判斷固體成分；
（4）結(jié)合前面分析知一定含有S^2-、SO₃^2-、AlO₂^-，在利用電荷守恒可知必含Na⁺； 一定不含Ba²⁺、Al³⁺； 無(wú)法確定是否含有CO₃^2-、SO₄^2-．

解答 解：由無(wú)色溶液加HBr產(chǎn)生淡黃色沉淀，該沉淀只能為S，則發(fā)生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O，說(shuō)明一定存在S^2-、SO₃^2-，根據(jù)離子共存可知一定不存在Ba²⁺、Al³⁺；CO₃^2-和SO₄^2-可能存在，根據(jù)溶液要呈電中性，故Na⁺一定存在；白色沉淀乙應(yīng)為原溶液中含有的AlO₂^-與過(guò)量HBr反應(yīng)生成Al³⁺與HCO₃^-發(fā)生雙水解得到Al（OH）₃，氣體乙為二氧化碳，再加過(guò)量Ba（OH）₂反應(yīng)，因NH₄HCO₃過(guò)量，白色沉淀丙一定含碳酸鋇，還可能有BaSO₄，氣體丙為氨氣，
（1）沉淀甲為單質(zhì)硫，生成S的反應(yīng)是溶液中S^2-與SO₃^2-在酸性條件下發(fā)生歸中反應(yīng)得到，所以生成沉淀甲的離子方程式為：2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O，
故答案為：2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O；
（2）溶液中含S^2-與SO₃^2-，則一定不含Ba²⁺、Al³⁺，而溶液甲與過(guò)量NH₄HCO₃后得到白色沉淀一定是Al（OH）₃，產(chǎn)生該沉淀的原因一定是原溶液中含有的AlO₂^-與過(guò)量HBr反應(yīng)生成Al³⁺與HCO₃^-發(fā)生雙水解得到Al（OH）₃，所以生成沉淀乙的離子方程式為：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（3）沉淀丙即可能是剩余NH₄HCO₃與Ba（OH）₂反應(yīng)得到BaCO₃，也可能是BaCO₃與溶液可能含有的SO₄^2-與Ba（OH）₂反應(yīng)得到BaSO₄的混合物，故沉淀丙可能是：BaCO₃或BaCO₃與BaSO₄的混合物；利用碳酸鋇可溶于鹽酸而硫酸鋇不溶于鹽酸的性質(zhì)，利用向固體中加入鹽酸，觀察固體溶解情況來(lái)判斷固體成分，故確定固體成分的方法是：在所得沉淀丙中加入稀鹽酸，若沉淀全部溶解，說(shuō)明沉淀丙是BaCO₃，若沉淀僅部分溶解，說(shuō)明沉淀是BaCO₃和BaSO₄的混合物，
故答案為：BaCO₃或BaCO₃與BaSO₄的混合物；在所得沉淀丙中加入稀鹽酸，若沉淀全部溶解，說(shuō)明沉淀丙是BaCO₃，若沉淀僅部分溶解，說(shuō)明沉淀是BaCO₃和BaSO₄的混合物；
（4）根據(jù)分析可知一定含有離子為：S^2-、SO₃^2-、AlO₂^-、Na⁺； 一定不含的離子為：Ba²⁺、Al³⁺； 無(wú)法確定是否含有的離子為：CO₃^2-、SO₄^2-，
故答案為：Na⁺、S^2-、SO₃^2-、AlO₂^-；Ba²⁺、Al³⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)推斷，題目難度中等，涉及離子推斷、離子方程式書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)檢驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)等知識(shí)，明確常見(jiàn)離子的性質(zhì)為解答關(guān)鍵，試題有利于提高學(xué)生的分析、理解能力及邏輯推理能力．