Question

【題目】有一無色溶液,其中可能含有Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH4+、K+、CO32-、SO42-等離子中的幾種,為分析其成分,取此溶液分別進行了①②③④四個實驗，其操作和有關現象如下圖所示：

第③個實驗中，生成白色沉淀的量與加入NaOH的量有下圖所示的相互關系。據此回答：

（1）實驗①還需要的儀器（用品）、試劑是___________________。

（2）在原溶液中一定不存在的離子有______________________________________。

（3）配制該無色溶液時，為滿足溶液中一定存在的離子的要求，一般可溶解兩種常見物質為_______和_______。（填化學式）

（4）寫出第③個實驗中沉淀量減少時發生反應的離子方程式：___________________________。

（5）要確定溶液中所含的離子，上述①②③④四個實驗中實驗___________是可有可無的。

Answer 1

【答案】 潔凈鐵絲或鉑絲,酒精燈,鹽酸 Fe3+、Fe2+、Cu2+、NH4+、CO32- KAl(SO4)2[或KAl(SO4)2·12H2O] MgSO4 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O ②④

【解析】（1）焰色反應的實驗步驟為:將潔凈的鉑絲（或鐵絲）蘸濃鹽酸后放在酒精燈火焰上灼燒至無色；再用鉑絲蘸取試樣灼燒，觀察火焰顏色(若檢驗鉀要透過鈷玻璃觀察)；實驗完畢將鉑絲再蘸濃鹽酸灼燒至無色。實驗①還需要的儀器是潔凈的鐵絲或鉑絲、酒精燈，還需要藥品為鹽酸。故答案為：潔凈鐵絲或鉑絲,酒精燈,鹽酸；

（2）溶液呈無色，則一定不含有色離子：Fe3+、Fe2+，Cu2+；實驗①焰色反應呈紫色，說明溶液中含有K+；實驗③逐滴加入過量NaOH溶液有白色沉淀，則溶液中含有Mg2+；Mg2+ 與CO32-不能大量共存，則溶液中不含CO32-；實驗②加入氯化鋇和鹽酸后生成白色沉淀，由于溶液中沒有Ag+，則生成沉淀為BaSO4，溶液中含有SO42-；第③個實驗中，生成白色沉淀的量與加入NaOH的量的先增大后減小，則說明溶液中含有Al3+，沉淀的量達到最大值后，再加NaOH，沉淀立即開始溶解，則溶液中不含有NH4+；如果存在NH4+，沉淀的量應是隨著NaOH的加入，先增大，然后不變，一段時間之后再減小；實驗④加入Na2O2，Na2O2與水反應產生NaOH和O2；根據以上分析可知，原溶液中一定不含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、NH4+、CO32-；

（3）原溶液中一定含有的離子為：K+、Al3+、Mg2+、SO42-，配制該溶液，若只能選擇兩種鹽，可選擇以下兩種常見物質：KAl(SO4)2[或KAl(SO4)2·12H2O] 、MgSO4。

（4）加入NaOH，沉淀溶解，應為Al(OH)3的溶解，其離子方程式為：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；

（5）實驗②是多余的，實驗②的現象說明溶液中存在SO42-。實際上，實驗③確定了溶液中含有Mg2+，而Mg2+ 與CO32-不能大量共存，可推斷出溶液中不含CO32-。根據電荷守恒，溶液中必有一種陰離子，那么SO42-一定有。

實驗④也是多余的，Na2O2與水反應產生NaOH和O2，產生無色無味的氣體為氧氣，白色沉淀的情況在實驗③中已經證明。

故答案為：②④；