Question

【題目】有一無(wú)色溶液,其中可能含有Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH4+、K+、CO32-、SO42-等離子中的幾種,為分析其成分,取此溶液分別進(jìn)行了①②③④四個(gè)實(shí)驗(yàn)，其操作和有關(guān)現(xiàn)象如下圖所示：

第③個(gè)實(shí)驗(yàn)中，生成白色沉淀的量與加入NaOH的量有下圖所示的相互關(guān)系。據(jù)此回答：

（1）實(shí)驗(yàn)①還需要的儀器（用品）、試劑是___________________。

（2）在原溶液中一定不存在的離子有______________________________________。

（3）配制該無(wú)色溶液時(shí)，為滿足溶液中一定存在的離子的要求，一般可溶解兩種常見(jiàn)物質(zhì)為_______和_______。（填化學(xué)式）

（4）寫出第③個(gè)實(shí)驗(yàn)中沉淀量減少時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___________________________。

（5）要確定溶液中所含的離子，上述①②③④四個(gè)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)___________是可有可無(wú)的。

Answer 1

【答案】 潔凈鐵絲或鉑絲,酒精燈,鹽酸 Fe3+、Fe2+、Cu2+、NH4+、CO32- KAl(SO4)2[或KAl(SO4)2·12H2O] MgSO4 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O ②④

【解析】（1）焰色反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟為:將潔凈的鉑絲（或鐵絲）蘸濃鹽酸后放在酒精燈火焰上灼燒至無(wú)色；再用鉑絲蘸取試樣灼燒，觀察火焰顏色(若檢驗(yàn)鉀要透過(guò)鈷玻璃觀察)；實(shí)驗(yàn)完畢將鉑絲再蘸濃鹽酸灼燒至無(wú)色。實(shí)驗(yàn)①還需要的儀器是潔凈的鐵絲或鉑絲、酒精燈，還需要藥品為鹽酸。故答案為：潔凈鐵絲或鉑絲,酒精燈,鹽酸；

（2）溶液呈無(wú)色，則一定不含有色離子：Fe3+、Fe2+，Cu2+；實(shí)驗(yàn)①焰色反應(yīng)呈紫色，說(shuō)明溶液中含有K+；實(shí)驗(yàn)③逐滴加入過(guò)量NaOH溶液有白色沉淀，則溶液中含有Mg2+；Mg2+ 與CO32-不能大量共存，則溶液中不含CO32-；實(shí)驗(yàn)②加入氯化鋇和鹽酸后生成白色沉淀，由于溶液中沒(méi)有Ag+，則生成沉淀為BaSO4，溶液中含有SO42-；第③個(gè)實(shí)驗(yàn)中，生成白色沉淀的量與加入NaOH的量的先增大后減小，則說(shuō)明溶液中含有Al3+，沉淀的量達(dá)到最大值后，再加NaOH，沉淀立即開(kāi)始溶解，則溶液中不含有NH4+；如果存在NH4+，沉淀的量應(yīng)是隨著NaOH的加入，先增大，然后不變，一段時(shí)間之后再減小；實(shí)驗(yàn)④加入Na2O2，Na2O2與水反應(yīng)產(chǎn)生NaOH和O2；根據(jù)以上分析可知，原溶液中一定不含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、NH4+、CO32-；

（3）原溶液中一定含有的離子為：K+、Al3+、Mg2+、SO42-，配制該溶液，若只能選擇兩種鹽，可選擇以下兩種常見(jiàn)物質(zhì)：KAl(SO4)2[或KAl(SO4)2·12H2O] 、MgSO4。

（4）加入NaOH，沉淀溶解，應(yīng)為Al(OH)3的溶解，其離子方程式為：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；

（5）實(shí)驗(yàn)②是多余的，實(shí)驗(yàn)②的現(xiàn)象說(shuō)明溶液中存在SO42-。實(shí)際上，實(shí)驗(yàn)③確定了溶液中含有Mg2+，而Mg2+ 與CO32-不能大量共存，可推斷出溶液中不含CO32-。根據(jù)電荷守恒，溶液中必有一種陰離子，那么SO42-一定有。

實(shí)驗(yàn)④也是多余的，Na2O2與水反應(yīng)產(chǎn)生NaOH和O2，產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體為氧氣，白色沉淀的情況在實(shí)驗(yàn)③中已經(jīng)證明。

故答案為：②④；