Question

某無色溶液中只含有下列離子中的某幾種：Na⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、Cl^-、MnO₄^-．為了鑒別這些離子，分別取少量溶液進行以下實驗：
①加稀鹽酸后，生成無色無味的氣體；該氣體能使澄清石灰水變渾濁．
②加入足量的BaCl₂溶液后產生白色沉淀，過濾，在沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀不能完全溶解；濾出沉淀后，繼續(xù)在濾液中加入HNO₃酸化的AgNO₃溶液，析出白色沉淀．
根據(jù)上述實驗，能確定一定存在離子的是

 

，一定不存在的離子是

 

，不能確定是否存在的離子是

 

．
（2）200℃時，總質量為11.6g的CO₂與水蒸氣的混合氣體與足量的Na₂O₂充分反應，固體質量增加了3.6g（裝置如圖所示）．
①圖中的玻璃儀器的名稱是

 

．
②Na₂O₂與CO₂反應的方程式為

 

．
③其原混合物中CO₂和H₂O的物質的量之比為

 

．

Answer 1

考點：常見離子的檢驗方法,離子共存問題

專題：離子反應專題

分析：（1）①加稀鹽酸后，生成無色無味的氣體；該氣體能使澄清石灰水變渾濁，即為二氧化碳氣體產生；
②加入足量的BaCl₂溶液后產生白色沉淀，過濾，在沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀不能完全溶解，則沉淀中含有碳酸鋇和硫酸鋇；濾出沉淀后，繼續(xù)在濾液中加入HNO₃酸化的AgNO₃溶液，析出白色沉淀，此沉淀是氯化銀．
（2）向足量的固體Na₂O₂中通入11.6gCO₂和H₂O，發(fā)生反應：2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，固體只增加3.6g，是因為生成O₂，根據(jù)質量守恒定律可知m（O₂）=11.6g-3.6g=8.0g，所以n（O₂）=

8g

32g/mol

=0.25mol，令混合物中CO₂和水蒸氣的物質的量分別為為xmol，ymol，根據(jù)生成氧氣的物質的量及二者之和，列方程計算．

解答： 解：（1）該溶液是無色的，一定不含有MnO₄^-．
①加稀鹽酸后，生成無色無味的氣體；該氣體能使澄清石灰水變渾濁，即為二氧化碳氣體產生，一定存在CO₃^2-，Mg²⁺和CO₃^2-不共存，所以一定沒有Mg²⁺；
②加入足量的BaCl₂溶液后產生白色沉淀，過濾，在沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀不能完全溶解，則沉淀中含有碳酸鋇和硫酸鋇，溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-；濾出沉淀后，繼續(xù)在濾液中加入HNO₃酸化的AgNO₃溶液，析出白色沉淀，此沉淀是氯化銀，但是氯離子是否存在不一定，因為氯化鋇中含有氯離子，溶液顯示中性，不能只含有陰離子，應該含有鈉離子．
故答案為：Na⁺、CO₃^2-、SO₄^2-；Mg²⁺、MnO₄^-；Cl^-．
（2）①該裝置的名稱是干燥管，故答案為：干燥管；    
②過氧化鈉能和二氧化碳之間反應生成碳酸鈉和氧氣，反應方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂，故答案為：2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂；
③解：向足量的固體Na₂O₂中通入11.6gCO₂和H₂O，固體只增加3.6g，是因為生成O₂，根據(jù)質量守恒定律可知m（O₂）=11.6g-3.6g=8.0g，所以n（O₂）=

8g

32g/mol

=0.25mol，
令混合物中CO₂和水蒸氣的物質的量分別為為xmol，ymol，則：
2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂，
       xmol     0.5xmol
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
       ymol     0.5ymol
所以0.5x+0.5y=0.25，44x+18y=11.6，解得：x=0.1，y=0.4，故原混合物中CO₂和H₂O的物質的量比為0.1mol：0.4mol=1：4，
故答案為：1：4．

點評：本題考查離子的檢驗、混合物的有關計算、過氧化鈉的性質等，注意理解固體質量變化的原因，根據(jù)反應的方程式計算，難度中等．