Question

已知某溶液X可能由K⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Fe²⁺、AlO₂^-、CO₃^2-、SO₄^2-、I^-、MnO₄^-中的若干种离子组成。某化学兴趣小组通过下列实验确定了其组成。

根据下列实验步骤和现象，推断实验结论：

实验步骤与实验现象	实验结论
Ⅰ.观察溶液：无色透明	①原溶液中一定不含的离子是____
Ⅱ.取适量该溶液，加入过量的硝酸，有气体生成，并得到无色溶液	②原溶液中一定不含的离子是____，一定含有的离子是____
Ⅲ.在Ⅱ所得溶液中再加入过量的碳酸氢铵溶液，有气体生成，同时析出白色沉淀A	③原溶液中还一定含有的离子是____，生成沉淀A的离子方程式为____
Ⅳ.在Ⅲ所得溶液中再逐滴加入氢氧化钡溶液至过量，加热也有气体生成，同时析出白色沉淀B	④白色沉淀B中一定含有___，可能含有____

Answer

Cu2＋、Fe2＋、MnO4- I－、Ba2＋ CO32-、K＋ AlO2- Al3＋＋3HCO3-=Al(OH)3↓＋3CO2↑ BaCO3 BaSO4

【解析】

I、溶液无色，则一定不存在有色离子；

Ⅱ．取适量该溶液，加入过量的硝酸，有气体生成，该气体为二氧化碳，则溶液中一定存在CO32-，一定不存在能够与CO32-离子反应的离子；得到无色溶液，则一定不存在反应生成颜色物质的离子，再结合溶液呈电中性判断；

Ⅲ．在Ⅱ所得溶液中再加入过量NH4HCO3溶液，有气体生成，该气体为二氧化碳，同时析出白色沉淀A，说明溶液中一定而且只能存在铝离子；

IV．在Ⅲ所得溶液中含有过量的碳酸氢铵，加入过量Ba(OH)2溶液至过量，加热会有氨气生成，白色沉淀可能为碳酸钡或碳酸钡和硫酸钡的混合物；

据此分析解答。

①根据I，观察溶液：无色透明，则一定不存在有色离子：Cu2+、MnO4-、Fe2+，故答案为Cu2＋、Fe2＋、MnO4-；

②根据Ⅱ，取适量该溶液，加入过量的硝酸，有气体生成，该气体为二氧化碳，则溶液中一定存在CO32-，一定不存在能够与CO32-离子反应的Ba2+离子，得到无色溶液，则一定不存在I-，再根据溶液呈电中性判断原溶液中一定存在唯一的阳离子K+，故答案为I－、Ba2＋；CO32-、K＋；

③在Ⅱ所得溶液中再加入过量NH4HCO3溶液，有气体生成，该气体为过量的硝酸与碳酸氢铵反应生成的二氧化碳，同时析出白色沉淀A，说明溶液中一定存在铝离子，则原溶液中一定存在AlO2-，该过程中生成A的离子方程式为Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑，故答案为AlO2-；Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑；

④在Ⅲ所得溶液中含有过量的碳酸氢铵，加入过量Ba(OH)2溶液至过量，加热会有氨气生成，白色沉淀可能为碳酸钡或碳酸钡和硫酸钡的混合物，故答案为BaCO3；BaSO4。