Question

已知某溶液X可能由K^＋、Mg^2＋、Cu^2＋、Ag^＋、Ba^2＋、Al^3＋、Fe^2＋、AlO、CO、SO、I^－、SiO、MnO中的若干種離子組成。某化學興趣小組通過下列實驗確定了其組成。

(1)根據(jù)下列實驗步驟和現(xiàn)象，推斷實驗結論：

實驗步驟與實驗現(xiàn)象	實驗結論
Ⅰ.觀察溶液：無色透明	①原溶液中一定不含的離子是____________
Ⅱ.取適量該溶液，加入過量的硝酸，有氣體生成，并得到無色溶液	②原溶液中一定不含的離子是__________________________，一定含有的離子是________
Ⅲ.在Ⅱ所得溶液中再加入過量的碳酸氫銨溶液，有氣體生成，同時析出白色沉淀A	③原溶液中還一定含有的離子是________，生成沉淀A的離子方程式為___________________
Ⅳ.在Ⅲ所得溶液中再逐滴加入氫氧化鋇溶液至過量，加熱也有氣體生成，同時析出白色沉淀B	④白色沉淀B中一定含有_____ __，可能含有________________

(2)上述實驗步驟Ⅳ中開始階段發(fā)生反應的離子方程式一定有____________。

(3)該化學興趣小組的同學為了進一步確定B的成分，取一定量經(jīng)洗滌后的B與Y溶液反應，白色固體的物質的量與Y溶液體積之間的關系如圖所示。

Y可能為______________________。B的組成為_______________________。

(4)已知氫氧化鋁電離出H^＋比碳酸氫鈉電離出H^＋更難。根據(jù)上述推斷，取少量原溶液于試管中，向試管中滴加少量硫酸氫鈉稀溶液至過量，按先后順序可以觀察到的現(xiàn)象有_____________________________________________。

寫出最后發(fā)生反應的離子方程式：____________________________________。

Answer 1

解析　(1)Ⅰ.溶液無色透明，說明有顏色的離子MnO、Fe^2＋、Cu^2＋不存在。Ⅱ.加入過量的硝酸，產(chǎn)生氣體并得到無色溶液，推知一定存在CO，則能與CO反應的離子Mg^2＋、Ag^＋、Ba^2＋、Al^3＋都不存在；由于I^－、SiO能與硝酸反應分別生成I₂(使溶液呈黃色)、H₂SiO₃白色沉淀，所以它們也不存在。Ⅲ.碳酸氫銨先與過量的硝酸反應，然后與鋁離子發(fā)生水解相互促進反應生成二氧化碳和氫氧化鋁，逆推原溶液中一定含有AlO，根據(jù)溶液呈電中性原則知，溶液中只有一種陽離子K^＋存在。Ⅳ.在Ⅲ所得溶液中含有碳酸氫銨和硝酸銨，剛開始加入少量氫氧化鋇溶液時，發(fā)生反應：2NH₄HCO₃＋Ba(OH)₂(少量)===BaCO₃↓＋(NH₄)₂CO₃＋2H₂O。僅根據(jù)實驗現(xiàn)象不能判斷硫酸根離子是否存在，所以，白色沉淀B中一定含有碳酸鋇，可能含有硫酸鋇。(2)碳酸氫銨中銨根離子結合OH^－的能力比碳酸氫根離子的弱，所以，碳酸氫根離子優(yōu)先與OH^－反應生成CO，CO再結合Ba^2＋生成白色沉淀。(3)從圖像上看，白色固體部分溶于Y溶液，碳酸鋇溶于鹽酸或硝酸，0.5 mol固體B中含0.2 mol BaSO₄、0.3 mol BaCO₃。(4)原溶液中存在K^＋、AlO、CO、SO，滴加硫酸氫鈉溶液，相當于滴加強酸，由于氫氧化鋁電離出H^＋比碳酸氫鈉電離出H^＋更難，所以優(yōu)先生成氫氧化鋁；又因為Al^3＋與CO、HCO不能大量共存，CO轉化成CO₂之后，Al(OH)₃又與H^＋反應�，F(xiàn)象是先產(chǎn)生白色沉淀，然后產(chǎn)生氣泡，最后白色沉淀又溶解。

答案　(1)①Cu^2＋、Fe^2＋、MnO�、贗^－、SiO、Mg^2＋、Ag^＋、Ba^2＋、Al^3＋　CO�、跘lO、K^＋　Al^3＋＋3HCO===Al(OH)₃↓＋3CO₂↑�、蹷aCO₃　BaSO₄

(2)Ba^2＋＋2OH^－＋2HCO===BaCO₃↓＋CO＋2H₂O　(3)HCl(或HNO₃)　BaSO₄和BaCO₃，且＝　(4)先產(chǎn)生白色沉淀，然后產(chǎn)生氣泡，最后白色沉淀又溶解　Al(OH)₃＋3H^＋===Al^3＋＋3H₂O