Question

水溶液X中只可能含有K⁺．Mg²⁺．Al³⁺．AlO₂^-．SiO₃^2-．SO₃^2-．CO₃^2-．SO₄^2-中的若干种离子．某实验探究小组对该溶液进行了如下实验：

已知：Mg²⁺或Al³⁺与SiO₃^2-．SO₃^2-．CO₃^2-在溶液中均不能大量共存．
（1）溶液X加入稀盐酸生成气体甲的离子方程式为（只要求写出1个）：

 

．
（2）无色溶液甲与过量氨水反应的离子方程式为：

 

．
（3）根据上述实验，溶液X中一定含有

 

．
（4）对溶液X的下列说法错误的是

 

．
a．可能还含有SO₄^2-                      b．室温下，溶液的pH＞7
c．一定遵守电荷守恒                     d．一定遵守物料守恒
（5）该实验探究小组还设计了对气体甲的分析实验，以进一步确定溶液中可能存在的离子．请你帮助完成下表：

实验方案	预期实验结果和结论

Answer 1

考点：物质的检验和鉴别的实验方案设计

专题：物质检验鉴别题

分析：加HCl有气体说明有CO₃^2-、SO₃^2-中的至少一种离子，生成的气体可以是二氧化碳、或是二氧化硫或是二者的混合物，一定不存在和碳酸根或是亚硫酸根不共存的离子，所以不存在镁离子、铝离子，加盐酸有沉淀，说明一定有SiO₃^2-，生成硅酸沉淀；溶液甲加入过量氨水（提供OH^-）有沉淀生成，只能是氢氧化铝沉淀，说明此时溶液中存在铝离子，但是原来溶液中的铝离子一定不能存在，所以该铝离子是偏铝酸根离子和盐酸反应生成的，所以一定存在AlO₂^-离子，又溶液为电中性，一定存在阳离子K⁺，以此来解答．

解答： 解：加HCl有气体说明有CO₃^2-、SO₃^2-中的至少一种离子，生成的气体可以是二氧化碳、或是二氧化硫或是二者的混合物，一定不存在和碳酸根或是亚硫酸根不共存的离子，所以不存在镁离子、铝离子，加盐酸有沉淀，说明一定有SiO₃^2-，生成硅酸沉淀；溶液甲加入过量氨水（提供OH^-）有沉淀生成，只能是氢氧化铝沉淀，说明此时溶液中存在铝离子，但是原来溶液中的铝离子一定不能存在，所以该铝离子是偏铝酸根离子和盐酸反应生成的，所以一定存在AlO₂^-离子，又溶液为电中性，一定存在阳离子K⁺，
（1）X加入稀盐酸生成气体甲的离子方程式为CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O或SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O，故答案为：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O；
（2）无色溶液甲与过量氨水反应的离子方程式为Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，故答案为：Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）由上述分析可知，一定存在K⁺、AlO₂^-、SiO₃^2-，SO₃^2-、CO₃^2-中至少有一种，故答案为：K⁺、AlO₂^-、SiO₃^2-，SO₃^2-、CO₃^2-中至少有一种；
（4）a．由上述实验，不能确定SO₄^2-，则可能还含有SO₄^2-，故a正确；                     
b．AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-、CO₃^2-中均为弱酸根离子，水解显碱性，则室温下，溶液的pH＞7，故b正确；
c．溶液不显电性，一定遵守电荷守恒，故c正确；                     
d．X的成分不能确定，则不能判断一定遵守物料守恒，故d错误；
故答案为：d；
（5）对气体甲的分析实验，以进一步确定溶液中可能存在的离子，则气体通过品红溶液，溶液褪色，则为二氧化硫，可知溶液中含SO₃^2-，若不褪色，原溶液中含CO₃^2-；原溶液中，先加盐酸，再加氯化钡，观察是否生成白色沉淀，可检验是否含SO₄^2-，
故答案为：气体通过品红溶液，溶液是否褪色（原溶液中，先加盐酸，再加氯化钡，观察是否生成白色沉淀）；褪色，则溶液中含SO₃^2-，若不褪色，原溶液中含CO₃^2-（可检验是否含SO₄^2-）．

点评：本题考查物质鉴别和检验实验方案的设计，为高频考点，把握实验中发生的反应、现象与结论的关系为解答的关键，注意X中离子的推断及离子的检验方法，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．