Question

【題目】己知 l00mL 某無色溶液 X 可能由K+、Mg2+、Ba2+、Al3+、Fe2+、AlO2-、CO32- 、SO42-、I-、SiO32-、MnO4-中的若干種離子組成。某化學(xué)興趣小組通過下列實(shí)驗(yàn)確定了其組成：

I .取適量該溶液，加入過量1.0 mol·L-1的硝酸，有氣體生成，并得到無色溶液。該過程中產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量與加入的硝酸溶液體積的關(guān)系如上圖所示。

II.將I過濾，在所得濾液中再加入過量的碳酸氫銨溶液，有氣體生成，析出白色沉淀A；

III.在II所得溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液至過量，加熱有氣體生成，同時析出白色沉淀B；

IV.向沉淀B中加入過量稀鹽酸，沉淀部分溶解，將剩余沉淀過濾、洗滌、干燥后稱重為 2.33 克，

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)推斷：

(1)原溶液中一定含有的離子是___________________________。

(2)上述實(shí)驗(yàn)步驟II中產(chǎn)生白色沉淀A的離子方程式是________________________。

(3)白色沉淀B的成分是______________________________。

(4)原溶液中陽離子物質(zhì)的量濃度為_____________________________。

Answer 1

【答案】 K+、AlO2-、CO32- 、SO42-、SiO32- A13++3HCO3-= Al(OH)3 ↓+ 3CO2↑ BaCO3、BaSO4 2.2mol/L

【解析】⑴.因溶液X無色，所以一定沒有Fe2+和MnO4-，加入過量硝酸后得到無色溶液，則一定沒有I-，加入硝酸后有氣體生成，因在所給的離子組中只有CO32-遇硝酸反應(yīng)生成氣體，說明溶液中一定含有CO32-，則能與CO32-反應(yīng)的Mg2+、Ba2+、Al3+一定不存在，根據(jù)溶液電中性原則，溶液中一定含有K+，根據(jù)圖象可知，一開始加入硝酸就有沉淀生成，說明溶液中含有SiO32-，加入200mL的硝酸后，沉淀又能夠部分溶解，說明溶液中一定含有AlO2-，在II所得溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液至過量，析出白色沉淀B，向沉淀B中加入過量稀鹽酸，沉淀部分溶解，說明原溶液中一定含有SO42-，根據(jù)上述分析可知，溶液中一定含有的離子是：K+、AlO2-、CO32- 、SO42-、SiO32-；

⑵．原溶液中含有AlO2-，加入過量的硝酸后過濾，得到的濾液中含有Al3+，再向?yàn)V液中加入碳酸氫銨溶液，鋁離子和碳酸氫根離子發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)的離子方程式為：A13++3HCO3-= Al(OH)3 ↓+ 3CO2↑；

⑶．根據(jù)上述分析可知，原溶液中含有CO32- 、SO42-，因此加入氫氧化鋇溶液后生成的白色沉淀中含有BaCO3、BaSO4，故答案為：BaCO3、BaSO4；

⑷．原溶液中一定含有K+、AlO2-、CO32- 、SO42-、SiO32-，結(jié)合圖象可知，加入260mL硝酸后恰好完全反應(yīng)，所得的溶液中含有K+、A13+、NO3-、SO42-，n（NO3-）＝n（HNO3）=0.26L×1.0 mol·L-1＝0.26mol，n（SO42-）＝n（BaSO4）=2.33g÷233g/mol＝0.01mol，根據(jù)Al(OH)3＋3HNO3=Al(NO3)3＋3H2O可知，n（A13+）＝n（Al(OH)3）＝n（HNO3）÷3=0.06L×1.0 mol·L-1÷3＝0.02mol，根據(jù)溶液電中性原則，有n（K+）＋3×n（A13+）= n（NO3-）＋2×n（SO42-），則n（K+）＝n（NO3-）＋2×n（SO42-）－3×n（A13+）＝0.26mol＋2×0.01mol－0.02mol×3＝0.22mol，則c（K+）＝0.22mol÷0.1L＝2.2mol/L，故答案為：2.2mol/L。