Question

【题目】有一无色溶液,其中可能含有Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH4+、K+、CO32-、SO42-等离子中的几种,为分析其成分,取此溶液分别进行了①②③④四个实验，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的量有下图所示的相互关系。据此回答：

（1）实验①还需要的仪器（用品）、试剂是___________________。

（2）在原溶液中一定不存在的离子有______________________________________。

（3）配制该无色溶液时，为满足溶液中一定存在的离子的要求，一般可溶解两种常见物质为_______和_______。（填化学式）

（4）写出第③个实验中沉淀量减少时发生反应的离子方程式：___________________________。

（5）要确定溶液中所含的离子，上述①②③④四个实验中实验___________是可有可无的。

Answer 1

【答案】 洁净铁丝或铂丝,酒精灯,盐酸 Fe3+、Fe2+、Cu2+、NH4+、CO32- KAl(SO4)2[或KAl(SO4)2·12H2O] MgSO4 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O ②④

【解析】（1）焰色反应的实验步骤为:将洁净的铂丝（或铁丝）蘸浓盐酸后放在酒精灯火焰上灼烧至无色；再用铂丝蘸取试样灼烧，观察火焰颜色(若检验钾要透过钴玻璃观察)；实验完毕将铂丝再蘸浓盐酸灼烧至无色。实验①还需要的仪器是洁净的铁丝或铂丝、酒精灯，还需要药品为盐酸。故答案为：洁净铁丝或铂丝,酒精灯,盐酸；

（2）溶液呈无色，则一定不含有色离子：Fe3+、Fe2+，Cu2+；实验①焰色反应呈紫色，说明溶液中含有K+；实验③逐滴加入过量NaOH溶液有白色沉淀，则溶液中含有Mg2+；Mg2+ 与CO32-不能大量共存，则溶液中不含CO32-；实验②加入氯化钡和盐酸后生成白色沉淀，由于溶液中没有Ag+，则生成沉淀为BaSO4，溶液中含有SO42-；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+，沉淀的量达到最大值后，再加NaOH，沉淀立即开始溶解，则溶液中不含有NH4+；如果存在NH4+，沉淀的量应是随着NaOH的加入，先增大，然后不变，一段时间之后再减小；实验④加入Na2O2，Na2O2与水反应产生NaOH和O2；根据以上分析可知，原溶液中一定不含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、NH4+、CO32-；

（3）原溶液中一定含有的离子为：K+、Al3+、Mg2+、SO42-，配制该溶液，若只能选择两种盐，可选择以下两种常见物质：KAl(SO4)2[或KAl(SO4)2·12H2O] 、MgSO4。

（4）加入NaOH，沉淀溶解，应为Al(OH)3的溶解，其离子方程式为：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；

（5）实验②是多余的，实验②的现象说明溶液中存在SO42-。实际上，实验③确定了溶液中含有Mg2+，而Mg2+ 与CO32-不能大量共存，可推断出溶液中不含CO32-。根据电荷守恒，溶液中必有一种阴离子，那么SO42-一定有。

实验④也是多余的，Na2O2与水反应产生NaOH和O2，产生无色无味的气体为氧气，白色沉淀的情况在实验③中已经证明。

故答案为：②④；