Question

有一无色溶液，其中可能含有Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-等离子中的几种，为分析其成分，取此溶液分别进行了四个实验，其操作和有关现象如图所示：

第③个实验中，生成白色沉淀的量与加入NaOH的量有如右图所示的相互关系．

据此可知：（1）在原溶液中一定存在的离子有

Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-

；
（2）写出第③个实验中发生反应的离子方程式

Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O

；
（3）写出第④个实验中生成气体的化学方程式

2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑

．

Answer 1

分析：溶液透过蓝色钴玻璃焰色反应呈紫色，说明溶液中含有K⁺离子，溶液呈无色，则一定不含Fe³⁺离子，
逐滴加入过量NaOH溶液有白色沉淀，则溶液中含有Mg²⁺离子，
加入氯化钡和盐酸后生成白色沉淀，由于溶液中没有Ag⁺离子，则生成沉淀为BaSO₄，溶液中含有SO₄^2-离子，
第③个实验中，生成白色沉淀的量与加入NaOH的量的先增大后减小，则说明溶液中含有Al³⁺离子，
则原溶液中一定含有Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-等离子，
以此解答题中各小问．

解答：解：（1）溶液透过蓝色钴玻璃焰色反应呈紫色，说明溶液中含有K⁺离子，溶液呈无色，则一定不含Fe³⁺离子，
逐滴加入过量NaOH溶液有白色沉淀，则溶液中含有Mg²⁺离子，
加入氯化钡和盐酸后生成白色沉淀，由于溶液中没有Ag⁺离子，则生成沉淀为BaSO₄，溶液中含有SO₄^2-离子，
第③个实验中，生成白色沉淀的量与加入NaOH的量的先增大后减小，则说明溶液中含有Al³⁺离子，
则原溶液中一定含有Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-等离子，
故答案为：Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-；   
（2）溶液中含有Al³⁺、Mg²⁺，加入NaOH时先发生反应为，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，生成Mg（OH）₂和Al（OH）₃沉淀，当全部生成沉淀之后，再加入NaOH，氢氧化铝与NaOH继续反应，反应的离子方程式为Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓； Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）过氧化钠与水反应生成NaOH和氧气，反应的化学方程式为2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
故答案为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑

点评：本题考查物质的推断，题目难度不大，正确推断离子组的成分为解答本题的关键．