Question

【题目】有一无色溶液，其中可能含有Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、Ba2+、K+、Cl-、SO42-等离子的几种，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下图所示：

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___________________________。

（2）写出第③个实验中发生反应的离子方程式___________________。

（3）第④个实验中加入Na2O2固体发生反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____。

Answer 1

【答案】Al3+、Mg2+、K+、SO42- Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ 、Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Al(OH)3 +OH-=AlO2-＋2H2O 1:1

【解析】

无色溶液中Fe3+、Fe2+和Cu2+不存在，因此溶液中一定不存在Fe3+、Fe2+和Cu2+，透过蓝色的钴玻璃看到焰色为紫色，说明一定存在K+，根据实验③的曲线图可知，向溶液中逐滴加入过量的NaOH，沉淀的量先增大，后沉淀溶解，最终沉淀质量不变，说明溶液中一定有Mg2+和Al3+，加入BaCl2溶液和稀盐酸，有白色沉淀，说明溶液中一定有SO42-，根据已知的信息无法确定溶液中是否含有Cl-，据此作答。

（1）由分析可知，溶液中一定存在的离子是：Al3+、Mg2+、K+、SO42-；

（2）实验③中Al3+、Mg2+与NaOH反应生成Al(OH)3、Mg(OH)2白色沉淀，NaOH过量后Al(OH)3溶解，Mg(OH)2不溶，发生的离子反应为：Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ 、Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Al(OH)3 +OH-=AlO2-＋2H2O；

（3）第④个实验中加入Na2O2固体，发生的反应为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，其中Na2O2既作氧化剂又作还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1。