Question

11．某水溶液，可能含有以下離子中的若干種：K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、Ba²⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、Cl^-、Br^-．查閱資料知：在溶液中Al³⁺與CO₃^2-不能共存．現(xiàn)分別取100mL的三等份溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①第一份溶液中加入足量的用稀鹽酸酸化的BaCl₂溶液，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥后，得到沉淀的質(zhì)量為13.98g．
②第二份溶液中加過(guò)量濃NaOH溶液加熱后，產(chǎn)生0.02mol的氣體，該氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，無(wú)沉淀生成，同時(shí)得到溶液甲．再向甲溶液中通入過(guò)量的CO₂，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、灼燒后，得到1.02g固體．
③第三份溶液中加CCl₄，滴加適量氯水，振蕩后靜置，CCl₄層未變橙色．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）依據(jù)實(shí)驗(yàn)①可確定一定存在的離子是SO₄^2-，一定不存在的離子是Ba²⁺；依據(jù)實(shí)驗(yàn)②可確定一定存在的離子是NH₄⁺、Al³⁺，一定不存在的離子是CO₃^2-；依據(jù)實(shí)驗(yàn)③可確定一定不存在的離子是Br^-．
（2）原溶液中是否存在K⁺？是（填“是”或“否”）
（3）寫出實(shí)驗(yàn)②中甲溶液與過(guò)量CO₂反應(yīng)生成白色沉淀的離子方程式AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

Answer 1

分析 由①第一份溶液中加入足量的用稀鹽酸酸化的BaCl₂溶液，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥后，得到沉淀的質(zhì)量為13.98g，白色沉淀為硫酸鋇，可知含SO₄^2-為$\frac{13.98g}{233g/mol}$=0.06mol，則不含Ba²⁺．
②第二份溶液中加過(guò)量濃NaOH溶液加熱后，產(chǎn)生0.02mol的氣體，該氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，無(wú)沉淀生成，可知含0.02molNH₄⁺，同時(shí)得到溶液甲．再向甲溶液中通入過(guò)量的CO₂，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、灼燒后，得到1.02g固體，白色沉淀為氫氧化鋁，1.02g固體為氧化鋁，則含Al³⁺為$\frac{1.02g}{102g/mol}$×2=0.02mol，在溶液中Al³⁺與CO₃^2-不能共存，則不含CO₃^2-．
③第三份溶液中加CCl₄，滴加適量氯水，振蕩后靜置，CCl₄層未變橙色，則一定不含Br^-，結(jié)合電荷守恒及離子共存來(lái)解答．

解答 解：（1）由上述分析可知，實(shí)驗(yàn)①可確定一定存在的離子是SO₄^2-，一定不存在的離子是Ba²⁺；依據(jù)實(shí)驗(yàn)②可確定一定存在的離子是NH₄⁺、Al³⁺，一定不存在的離子是CO₃^2-；依據(jù)實(shí)驗(yàn)③可確定一定不存在的離子是Br^-，
故答案為：SO₄^2-； Ba²⁺；NH₄⁺、Al³⁺； CO₃^2-；Br^-；
（2）由SO₄^2-為0.06mol，0.02molNH₄⁺，Al³⁺為0.02mol，陰離子電荷總數(shù)大于陽(yáng)離子電荷總數(shù)，由電荷守恒可知，原溶液中是存在K⁺，
故答案為：是；
（3）實(shí)驗(yàn)②中甲溶液與過(guò)量CO₂反應(yīng)生成白色沉淀的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)物的推斷，為高頻考點(diǎn)，把握離子之間的反應(yīng)、物質(zhì)的量的計(jì)算、電荷守恒為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與推斷能力的考查，注意常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)，題目難度不大．