Question

某无色溶液X，由Na⁺、Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、AlO₂^-、CO₃^2-、SO₄^2-中的若干种离子组成，取该溶液进行如下实验：

（1）气体A的成分是    （填化学式，下同），气体B的成分是    ．
（2）写出步骤①发生反应的所有离子方程式    ．
（3）写出步骤②形成白色沉淀甲的离子方程式    ．
（4）通过上述实验，可确定X溶液中一定存在的离子是    ，尚未确定是否存在的离子是    ，只要设计一个简单的后续实验就可以确定该离子是否存在，该方法是    ．

Answer

溶液呈无色，则不含Fe3+，加入过量盐酸只产生气体，则一定含有CO32-，不含Ag+，反应后溶液呈酸性，加入过量碳酸氢铵溶液，生成气体和白色沉淀，则发生反应应为：Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑，则原溶液中含有AlO2-，则一定不含Ba2+、Al3+、Fe3+，因这些离子与AlO2-发生相互促进的水解而不能大量共存，根据溶液电中性原则，一定含有Na+，最后加入过量氢氧化钡溶液，因之前加入的碳酸氢铵过量，则生成的白色沉淀可能为BaCO3，不能确定SO42-是否存在．
【解析】
溶液呈无色，则不含Fe3+，加入过量盐酸只产生气体，则一定含有CO32-，不含Ag+，反应后溶液呈酸性，加入过量碳酸氢铵溶液，生成气体和白色沉淀，则发生反应应为：Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑，则原溶液中含有AlO2-，则一定不含Ba2+、Al3+、Fe3+，因这些离子与AlO2-发生相互促进的水解而不能大量共存，根据溶液电中性原则，一定含有Na+，最后加入过量氢氧化钡溶液，因之前加入的碳酸氢铵过量，则生成的白色沉淀可能为BaCO3，不能确定SO42-是否存在．
（1）气体A的成分是CO2，所涉及反应有：CO32-+2H+═H2O+CO2↑，Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑，气体B为NH3，所涉及反应为：NH4++OH-=NH3↑+H2O，故答案为：CO2；NH3；
（2）溶液加入过量盐酸只产生气体，则一定含有CO32-，发生反应为：CO32-+2H+═H2O+CO2↑，故答案为：CO32-+2H+═H2O+CO2↑；
（3）溶液中含有AlO2-，加入过量盐酸发生反应：AlO2-+4H+═Al3++2H2O，加入过量碳酸氢铵溶液，生成气体和白色沉淀，则发生反应应为：Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑，故答案为：AlO2-+4H+═Al3++2H2O，Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑；
（4）由以上分析可知，X溶液中一定存在的离子是CO32-，AlO2-，Na+，因最后加入过量氢氧化钡溶液，因之前加入的碳酸氢铵过量，则生成的白色沉淀可能为BaCO3，不能确定SO42-是否存在，可向所得沉淀乙中滴加足量的稀硝酸，若沉淀不完全溶解，则证明含有SO42-，
故答案为：CO32-，AlO2-，Na+；SO42-；向所得沉淀乙中滴加足量的稀硝酸，若沉淀不完全溶解，则证明含有SO42-．