Question

某溶液仅含下表中的某些离子，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1 mol/L(此数值忽略水的电离及离子的水解)。

阳离子	K^＋ Ag^＋ Mg^2＋ Cu^2＋ Al^3＋ NH4^+
阴离子	Cl^－ CO3^2- NO3^- SO4^2^－ I^－

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：

Ⅰ.取该无色溶液5 mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加。

Ⅱ.用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，无紫色火焰。

Ⅲ.另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色。

Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。

请推断：

（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是________________。

（2）Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是___________ _____。

（3）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有_______，阴离子有______；并据此推测原溶液应该呈______性，原因是________________(用离子方程式说明)。

（4）另取100 mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，此过程中涉及的离子方程式为__________。充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，得到的固体质量为________g。

Answer

（1）K＋、NH4+、Cu2＋ （2）6I－＋2NO3-＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O

（3）Mg2＋、Al3＋ Cl－、NO3-、SO42－、I－ 酸

Mg2＋＋2H2OMg(OH)2＋2H＋、Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋

（4）Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－===AlO2-＋2H2O 0.4

【解析】

试题分析：Ⅰ．取该无色溶液5mL，说明一定不含有Cu2+，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加，说明增加的是NH4+，所以原溶液中一定不含NH4+，可能含有Mg2+、Al3+，不含NH4+，CO32-；

Ⅱ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K+；

Ⅲ．另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，说明有还原性离子 I-与NO3-和H+反应生成NO，即溶液中有I-、NO3-；一定不含有Ag+；

Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO42-；

（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K＋、NH4+、Cu2＋；

（2）Ⅲ中加入过量盐酸生成无色气体，是I-与NO3-和H+反应生成NO，离子方程式为6I－＋2NO3-＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O；

（3）由上述分析可知一定含有的阴离子I-、NO3-，SO42-，且各为0.1mol/L，依据电荷守恒可知，推断出的阳离子含有Mg2+、Al3+，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种-1价的阴离子为Cl-，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是Mg2＋、Al3＋；阴离子是Cl－、NO3-、SO42－、I－，溶液中镁离子和铝离子水解导致溶液呈酸性，反应的离子方程式为Mg2＋＋2H2OMg(OH)2＋2H＋、Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋；

（4）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，Mg2+、Al3+ 反应生成Mg(OH)2，NaAlO2，涉及的离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－===AlO2-＋2H2O；充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，根据元素守恒：n（MgO）=n（Mg2+）=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol；m（MgO）=0.01mol×40g/mol=0.4g。

考点：考查离子的检验，离子方程式和化学计算等知识。