Question

14．有一无色溶液，其中可能含有Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-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图所示：

请你根据上图推断：
（1）原溶液中一定存在的离子有（写化学式）：Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-．原溶液可能呈酸性（填“酸”、“碱”或“中”）．
（2）写出实验④中产生的沉淀有：Al（OH）₃、Mg（OH）₂．写出由A→B过程中所发生反应的离子方程式：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
（3）实验③中产生无色无味气体所发生的化学方程式为：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑．
（4）实验②中加入稀盐酸的目的是确定白色沉淀不是碳酸钡沉淀，而是硫酸钡沉淀．

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，则一定不含有色离子，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，有Al³⁺则无CO₃^2-．据此分析．

解答 解：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⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，逐滴加入过量NaOH溶液有白色沉淀，则溶液中含有Mg²⁺离子，一定不含CO₃^2-，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，一定不含有铵根离子，综上可知：原溶液中一定含有Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-，一定不含Fe³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺、Cu²⁺、CO₃^2-．
（1）原溶液中一定存在的离子有（写化学式）：Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-，是强酸弱碱盐溶液，原溶液可能呈酸性，故答案为：Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-；酸；
（2）由于溶液中含Al³⁺、Mg²⁺、K⁺、SO₄^2-，故加入氢氧化钠溶液后，产生的沉淀有：Al（OH）₃、Mg（OH）₂．由A→B过程是氢氧化钠溶液过量，生成的Al（OH）₃沉淀溶于过量的氢氧化钠溶液，离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al（OH）₃、Mg（OH）₂；Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（3）实验③中产生无色无味气体是过氧化钠与水反应，化学方程式为：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；
（4）实验②中加入稀盐酸能排除碳酸根的干扰，确定白色沉淀不是碳酸钡沉淀，而是硫酸钡沉淀，故答案为：确定白色沉淀不是碳酸钡沉淀，而是硫酸钡沉淀．

点评 本题考查了焰色反应、常见的有色离子、离子的水解、离子反应的条件，Al（OH）₃的化学性质，涉及的知识点较多，若是基础知识不扎实，恐怕难以完成．