Question

【题目】已知某无色溶液X可能由K＋、Mg2＋、Cu2＋、Ag＋、Ba2＋、Al3＋、Fe2＋、AlO2-、CO32-、SO42-、I-、SiO32-，MnO4-中的N种离子组成。某化学兴趣小组通过下列实验确定了其组成：

回答下列问题：

（1）不用做实验就可以肯定原溶液X中不存在的离子是_______________(填离子符号)。

（2）通过上述实验知，X溶液中一定存在__________种离子(填数字；不考虑H＋、OH-)。

（3）在上述滴加氢氧化钡溶液过程中，开始阶段发生反应的离子方程式一定有_____________

（4）该化学兴趣小组的同学为了进一步确定白色沉淀B的成分，取一定量经洗涤后的B与Y溶液反应，沉淀B的物质的量与Y溶液体积之间的关系如图所示。Y可能为____________。B的组成为__________________

Answer 1

【答案】Cu2+、Fe2+、MnO4- 3 Ba2+ + 2OH- + 2HCO3- = BaCO3↓+ CO32- + 2H2O HNO3（或HCl、HI、HClO4等） BaCO3和BaSO4

【解析】

已知溶液为无色溶液，则不存在有颜色的离子，即可确定没有Cu2+（蓝色）、Fe2+（浅绿色）、MnO4-（紫红色）；取适量该溶液，加入足量硝酸，有气体生成，则溶液中一定存在CO32，根据离子共存知，一定不存在与CO32发生反应的Mg2+、Ag+、Ba2+、Al3+离子；同时得到无色溶液，则一定不存在I、SiO32，再根据溶液呈电中性判断原溶液中一定存在唯一阳离子K+；无色溶液中再加入过量NH4HCO3溶液，有气体生成，同时析出沉淀A，说明溶液中一定存在Al3+，原溶液中一定存在AlO2，反应的离子方程式为：Al3+ + 3HCO3- = Al(OH)3↓+3CO2↑，在所得溶液中含有过量的碳酸氢铵，继续滴加氢氧化钡溶液至过量，加热会有氨气生成，沉淀可能为碳酸钡或碳酸钡和硫酸钡的混合物，则X溶液中一定存在CO32、K+、AlO2，据此解答。

（1）已知溶液为无色溶液，则不存在有颜色的离子，即可确定没有Cu2+（蓝色）、Fe2+（浅绿色）、MnO4-（紫红色）；

故答案为：Cu2+、Fe2+、MnO4-；

（2）取适量该溶液，加入足量硝酸，有气体生成，则溶液中一定存在CO32，该气体为二氧化碳，根据离子共存知，一定不存在与CO32发生反应的Mg2+、Ag+、Ba2+、Al3+离子；同时得到无色溶液，则一定不存在I、SiO32，再根据溶液呈电中性判断原溶液中一定存在唯一阳离子K+；无色溶液中再加入过量NH4HCO3溶液，有气体生成，同时析出沉淀A，说明溶液中一定存在Al3+，原溶液中一定存在AlO2，反应的离子方程式为：Al3+ + 3HCO3- = Al(OH)3↓+3CO2↑，在所得溶液中含有过量的碳酸氢铵，继续滴加氢氧化钡溶液至过量，加热会有氨气生成，沉淀可能为碳酸钡或碳酸钡和硫酸钡的混合物，则X溶液中一定存在CO32、K+、AlO2，共3种离子；

故答案为：3；

（3）在上述滴加氢氧化钡溶液过程中，开始阶段OH-先与HCO3-反应生成CO32-和H2O，同时生成BaCO3沉淀，此时氢氧化钡的量少，以氢氧化钡为1mol配平该离子方程式，则开始阶段发生反应的离子方程式一定有Ba2+ + 2OH- + 2HCO3- = BaCO3↓+ CO32- + 2H2O；

故答案为：Ba2+ + 2OH- + 2HCO3- = BaCO3↓+ CO32- + 2H2O；

（4）由图像可知沉淀B部分溶于Y溶液，BaCO3溶于HNO3（或HCl、HI、HClO4等），则Y可能为于HNO3（或HCl、HI、HClO4等），则B中一定含有BaCO3、BaSO4；

故答案为：HNO3（或HCl、HI、HClO4等）；BaCO3和BaSO4。