Question

某無色溶液，其中有可能存在以下離子：Na⁺、Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺、AlO₂^-、S^2-、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-，現取該溶液進行有關試驗，其結果如下：

回答下列問題：
（1）生成沉淀甲的離子方程式：                                     ；
已知氣體甲由兩種氧化物組成（不包括水蒸汽和HBr），請你設計實驗逐一鑒別這兩種成分，將所需試劑以及現象填入下表中（可不填滿，表中每一行對應正確方可得分）

步驟	實驗目的	試劑	現象
1
2
3
4

（2）由溶液甲生成沉淀乙的離子方程式：                                     ；
（3）綜上所述，該溶液中肯定存在的離子有：                     。
（4）針對溶液中可能存在的離子，用實驗驗證其是否存在的方法是                                                                               。

Answer 1

（1）2S^2- + SO₃^2- + 6H⁺ =" 3S↓+" 3H₂O；

步驟	實驗目的	試劑	現象
1	檢驗SO2	品紅溶液	紅色褪去
2	除盡SO2	酸性高錳酸鉀溶液	紫色變淺或不完全褪去
3	檢驗CO­2	澄清石灰水	變渾濁

 
（2）Al³⁺ + 3HCO₃^- = Al(OH)₃↓+ 3CO­₂↑； （3）S^2-、SO₃^2-、AlO₂^-、Na⁺、CO₃^2-。
（4）取沉淀丙加入足量稀鹽酸，若沉淀不能完全溶解，則原溶液中含SO₄^2-，沉淀全部溶解，則原溶液中無SO₄^2-。（答案合理給分）

試題分析：分析題給流程圖知，無色溶液與過量氫溴酸反應生成了氣體甲和淡黃色沉淀，沉淀若是溴化銀，則不存在S^2-、CO₃^2-、SO₃^2-，就不可能生成氣體甲，所以淡黃色沉淀為單質硫，是硫化氫與二氧化硫反應生成的，溶液中一定存在S^2-和SO₃^2-，一定不會存在Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺；根據電中性原則溶液中一定含有Na⁺，氣體甲由兩種氧化物組成，為二氧化碳和二氧化硫，溶液中一定有CO₃^2-，溶液甲中含有過量的氫溴酸，與過量的碳酸氫銨反應，生成的氣體乙為二氧化碳，白色沉淀只能為氫氧化鋁，說明原溶液中一定含有偏鋁酸根離子；溶液乙與過量氫氧化鋇溶液反應，生成的氣體丙為氨氣，白色沉淀為碳酸鋇或硫酸鋇，所以溶液中一定存在的離子有：Na⁺、S^2-、SO₃^2-、AlO₂^-、CO₃^2-； 一定不存在的離子為：Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺；可能存在的離子為：SO₄^2-，
（1）生成的淡黃色沉淀為單質硫，反應的離子方程式為：6H⁺+2S^2-+SO₃^2-═3S↓+3H₂O；氣體甲由兩種氧化物組成，為二氧化碳和二氧化硫，檢驗者兩種氣體的流程為：用品紅溶液檢驗二氧化硫，用酸性高錳酸鉀溶液除盡二氧化硫，用澄清石灰水檢驗二氧化碳；
（2）根據推斷可知，溶液甲中含有鋁離子，能夠與碳酸氫銨中的碳酸氫根離子發生水解相互促進的反應生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳氣體，反應的離子方程式為：Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
（3）根據以上分析，原溶液中一定存在的離子有：Na⁺、S^2-、SO₃^2-、CO₃^2-、AlO₂^-；
（4）考查硫酸根離子的檢驗，方法為：取沉淀丙加入足量稀鹽酸，若沉淀不能完全溶解，則原溶液中含SO₄^2-，沉淀全部溶解，則原溶液中無SO₄^2-。