Question

某无色溶液，其中有可能存在的离子如下：Na⁺、Ag⁺ 、Ba²⁺ 、Al³⁺ 、AlO₂^- 、S^2- 、CO₃^2- 、SO₃^2- 、SO₄^2-。现取该溶液进行有关实验，实验结果如下图所示：

（1）沉淀甲是         ，生成沉淀的离子方程式                   。

（2）沉淀乙是         ，由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式                 。

（3）沉淀丙是                       。

（4）综合上述信息，可以肯定存在的离子有                    。

Answer

(1)S;  2S2-+SO32－+6H+=3S↓+3H2O

   (2)Al(OH)3; Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑

   (3)BaCO3, 可能有BaSO4;     在沉淀丙中加入足量盐酸，若沉淀不能全部溶解，说明除BaCO3 外还有BaSO4；若全部溶解，则仅有BaCO3.

   (4) S2-、SO、AlO、Na+

【解析】本题的突破口是沉淀甲、乙、丙的成分，加入过量的氢溴酸生成淡黄色沉淀甲，回顾中学化学中常见的淡黄色物质有AgBr、S、Ag3PO4等。这里应该排除排除Ag3PO4的，关键甲是AgBr还是S？若是AgBr沉淀的话，由于Ag+与题干中的4种阴离子均不能大量共存，从而否决了Ag+。可知甲是S，显然此处的S是溶液中S2-和SO32-在酸性条件下发生的归中反应生成的。由此推出原溶液中存在S2-和SO32-。由于有SO32-，所以一定不存在Ba2+、Fe3+。根据电中性原则，溶液中必须有阳离子，故一定存在Na+。气体甲可能是HBr与过量的S2-反应生成的H2S，也可能是HBr与过量的SO32-反应生成的SO2，也可能是HBr与原溶液中可能存在的CO32-反应生成的CO2。过量的NH4HCO3中和多余的H+后，又反应生成白色沉淀乙，对照题干中的离子（Ag+、Ba2+、Fe3+都不存在），推出沉淀乙只可能是Al元素引起的Al(OH)3沉淀，即HCO3-与Al3+发生双水解所造成的，而Al3+来自于AlO2-与过量的氢溴酸反应生成的，所以原溶液中一定存在AlO2-。气体乙是HCO3-与剩余的H+以及Al3+反应产生的，只能是CO2。Ba(OH)2与上步过量的NH4HCO3反应，生成白色沉淀丙，即BaCO3沉淀，另外，也可能存在BaSO4沉淀，但无法确定原溶液中是否含有CO32-和SO42-。气体丙一定是NH4+与过量的Ba(OH)2反应生成的NH3。

综上所述，肯定存在的离子有：Na+、AlO2-、S2-、SO32-；一定不存在的离子有：Ag+、Ba2+、Fe3+；可能存在的离子有：CO32-、SO42-。