Question

某無色溶液含有K⁺、Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺、AlO₂^-、CO₃^2-、SO₄^2-等離子中的兩種或多種．取100mL該溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①加入過量鹽酸，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體2.24L，并得到溶液．
②在①所得溶液中再加入過量的碳酸氫銨溶液，有氣體生成，同時析出白色沉淀甲，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒，質(zhì)量為10.2g．
③在②所得溶液中加入過量濃Ba（OH）₂溶液，也有氣體生成，同時析出白色沉淀乙．
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答下列問題：
（1）②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有

 

．
（2）溶液中一定不存在的離子是

 

．
（3）根據(jù)分析某種離子不能肯定是否存在．該離子為

 

，取一定量沉淀乙加入足量鹽酸，沉淀部分溶解，則一定存在的陽離子的濃度為

 

mol?L^-1．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的檢驗(yàn)和鑒別的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計

專題：物質(zhì)檢驗(yàn)鑒別題

分析：無色溶液含有K⁺、Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺、AlO₂^-、CO₃^2-、SO₄^2-等離子中的兩種或多種，
①加入過量鹽酸，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體2.24L，并得到溶液，氣體為二氧化碳，其物質(zhì)的量為

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，一定含CO₃^2-，則不存在Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺；
②在①所得溶液中再加入過量的碳酸氫銨溶液，有氣體生成，同時析出白色沉淀甲，甲為氫氧化鋁，則溶液中含AlO₂^-，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒，得到氧化鋁的質(zhì)量為10.2g，其物質(zhì)的量為

10.2g

102g/mol

=0.1mol，則AlO₂^-的物質(zhì)的量為0.2mol；
③在②所得溶液中加入過量濃Ba（OH）₂溶液，因過量的碳酸氫銨溶液與Ba（OH）₂反應(yīng)，也有氣體生成，同時析出白色沉淀乙，則氣體為氨氣，白色沉淀有碳酸鋇，結(jié)合溶液為電荷守恒分析．

解答： 解：無色溶液含有K⁺、Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺、AlO₂^-、CO₃^2-、SO₄^2-等離子中的兩種或多種，
①加入過量鹽酸，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體2.24L，并得到溶液，氣體為二氧化碳，其物質(zhì)的量為

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，一定含CO₃^2-，則不存在Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺；
②在①所得溶液中再加入過量的碳酸氫銨溶液，有氣體生成，同時析出白色沉淀甲，甲為氫氧化鋁，則溶液中含AlO₂^-，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒，得到氧化鋁的質(zhì)量為10.2g，其物質(zhì)的量為

10.2g

102g/mol

=0.1mol，則AlO₂^-的物質(zhì)的量為0.2mol；
③在②所得溶液中加入過量濃Ba（OH）₂溶液，因過量的碳酸氫銨溶液與Ba（OH）₂反應(yīng)，也有氣體生成，同時析出白色沉淀乙，則氣體為氨氣，白色沉淀有碳酸鋇，
（1）②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O、3HCO₃^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O、3HCO₃^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（2）由上述分析可知，一定不存在的離子是Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺，故答案為：Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺；
（3）溶液為電中性，一定存在陰離子為AlO₂^-、CO₃^2-，一定有陽離子為K⁺，由電荷守恒可知其濃度為

(0.2×1+0.1×2)mol

0.1L

=4mol/L，不能確定是否含SO₄^2-，若取一定量沉淀乙加入足量鹽酸，沉淀部分溶解，則含硫酸鋇沉淀，原溶液中可存在SO₄^2-，則一定存在的陽離子的濃度為＞4mol/L，故答案為：SO₄^2-；＞4．

點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)的鑒別和檢驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象、發(fā)生的反應(yīng)及現(xiàn)象與結(jié)論的關(guān)系為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析能力、計算能力與推斷能力的綜合考查，題目難度較大．