Question

某工業(yè)廢水僅含下表中的某些離子，且各種離子

的物質(zhì)的量濃度相等，均為0.1mol/L（此數(shù)值忽略水的電離及離子的水解）。

陽離子	K+  Ag+  Mg2+  Cu2+  Al3+
陰離子	C1－          I－

甲同學(xué)欲探究廢水的組成，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

Ⅰ、取該無色溶液5 mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且離子種類增加。

Ⅱ、用鉑絲蘸取溶液，在火焰上灼燒，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察，無紫色火焰。

Ⅲ、另取溶液加入過量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色。

Ⅳ、向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。

請推斷：

（1）由I、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是                   。

（2）Ⅲ中加入鹽酸生成無色氣體的離子方程式是             。

（3）甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽離子有              ，陰離子有             ；并據(jù)此推測原溶液應(yīng)該呈       性，原因是                                   （請用離子方程式說明）。

（4）另取100 mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，此過程中涉及的離子方程式為                                   。充分反應(yīng)后過濾，洗滌，灼燒沉淀至恒重，得到的固體質(zhì)量為          g。

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】常見陽離子的檢驗(yàn)、常見陰離子的檢驗(yàn)

【答案解析】（1）K⁺、NH、Cu²⁺（2分）

　　（2）6I^－+2NO+8H⁺₌₌₌3I₂+2NO↑+4H₂O（2分）

　�。�3）Mg²⁺、Al³⁺（2分）　　Cl^－、NO、SO、I^－（3分）　　酸（1分）

　　　　 Mg²⁺+2H₂OMg(OH)₂+2H⁺、Al³⁺+3H₂OAl(OH)₃+3H⁺（1分，寫出其中一個(gè)即可）

　�。�4）Mg²⁺+2OH^－₌₌₌Mg(OH)₂↓、Al³⁺+4OH^－₌₌₌AlO+2H₂O（2分，其余合理答案也可）　　

　　　　 0.4（1分）

 解析：Ⅰ．取該無色溶液5mL，說明一定不含有Cu²⁺，滴加一滴氨水有沉淀生成，且離子種類增加，說明增加的是NH₄⁺，所以原溶液中一定不含NH₄⁺，可能含有Mg²⁺、Al³⁺，不含NH₄⁺，CO₃^2-；
Ⅱ．用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰（透過藍(lán)色鈷玻璃觀察），說明沒有K⁺；
Ⅲ．另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時(shí)溶液依然澄清，說明有還原性離子 I^-與NO₃^-和H⁺反應(yīng)生成NO，即溶液中有I^-、NO₃^-；，判斷一定不含有Ag⁺；
Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說明有SO₄^2-；
（1）由Ⅰ、Ⅱ判斷，溶液中一定不含有的陽離子是K⁺、NH₄⁺、Cu²⁺；
（2）Ⅲ中加入少量鹽酸生成無色氣體，是I^-與NO₃^-和H⁺反應(yīng)生成NO，其離子方程式：6I^-+2NO₃^-+8H⁺═3I₂+2NO↑+4H₂O；
（3）由上述分析可知一定含有的陰離子I^-、NO₃^-，SO₄^2-，且各為0.1mol/L，依據(jù)電荷守恒可知，推斷出的陽離子含有Mg²⁺、Al³⁺，其濃度為0.1mol/L，由電荷守恒可知溶液中還有一種-1價(jià)的陰離子為Cl^-，所以甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽離子是：Mg²⁺、Al³⁺；陰離子是：Cl^-、I^-、NO₃^-、SO₄^2-，溶液中鎂離子和鋁離子水解溶液呈酸性，反應(yīng)的離子方程式為：Mg²⁺+2H₂O⇌Mg（OH）₂+2H⁺、Al³⁺+3H₂O⇌Al（OH）₃+3H⁺；
（4）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，Mg²⁺、Al³⁺ 反應(yīng)生成Mg（OH）₂，NaAlO₂，涉及的離子方程式為Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；充分反應(yīng)后過濾，洗滌，灼燒沉淀至恒重，根據(jù)元素守恒：n（MgO）=n（Mg²⁺）=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol；n（MgO）=0.01mol×40g/mol=0.4g；

【思路點(diǎn)撥】本題考查物質(zhì)的檢驗(yàn)、鑒別以及方程式的有關(guān)計(jì)算，題目難度中等，解答本題的關(guān)鍵是把握有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式的書寫。