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； （2分）
（3分，檢驗SO₂、除盡SO₂、檢驗CO₂ 各1分）

步驟	實驗目的	試劑	現象
1	檢驗SO2	品紅溶液	紅色退去
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
4

 
（2）Al³⁺ + 3HCO₃^- = Al(OH)₃↓+ 3CO­₂↑； （2分）          
（3）S^2-、SO₃^2-、AlO₂^-、Na⁺、CO₃^2-。 （2分）
（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）（2分）

解析試題分析：首先分析離子間的反應，如Ag⁺與題目所給的所以陰離子都能反應，不能大量共存，所以原溶液不含Ag⁺，然后在根據框圖中的現象進一步分析，推出溶液所含的離子。
（1）原溶液不含Ag⁺，所以淡黃色沉淀甲不是AgBr，為SO₃²?與S²?在酸性條件下反應生成的S單質沉淀，所以離子方程式為：2S^2- + SO₃^2- + 6H⁺ =" 3S↓+" 3H₂O；氣體甲由兩種氧化物組成（不包括水蒸汽和HBr），因為氫溴酸為強酸，能與CO₃²?和SO₃²?反應生成CO₂和SO₂氣體，所以氣體甲含有的兩種氧化物為SO₂和CO₂，首先利用SO₂的漂白性，通入品紅溶液檢驗SO₂，為了防止SO₂對CO₂檢驗的干擾，第2步應利用SO₂的還原性，通入酸性KMnO₄除去SO₂，然后再通入澄清石灰水，檢驗CO₂的存在。
（2）因為Ba²⁺、Al³⁺不能與CO₃²?、SO₃²?共存，所以加入NH₄HCO₃后產生白色沉淀，說明原溶液含有AlO₂^-，加入過量氫溴酸后，轉化為Al³⁺，Al³⁺與HCO₃?反應生成Al(OH)₃沉淀，離子方程式為：Al³⁺ + 3HCO₃^- = Al(OH)₃↓+ 3CO­₂↑。
（3）根據（1）可推出原溶液含有S²?、SO₃²?、CO₃²?；根據（2）可推出原溶液含有AlO₂^-；Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺與SO₃²?、CO₃²?等離子不能大量共存，根據溶液呈中性，所以原溶液還一定含有Na⁺。
（4）根據題目所給信息不能確定的離子為SO₄²?，沉淀甲一定含BaCO₃，若含有SO₄²?，沉淀丙中還含有BaSO₄，加入足量稀鹽酸，沉淀不能完全溶解，若沉淀全部溶解，則原溶液中無SO₄^2-。
考點：本題考查離子的推斷、離子方程式的書寫、氣體的檢驗。