Question

某強堿性溶液中可能含有的離子是K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、AlO₂^-、SO₄^2-、SiO₃^2-、CO₃^2-、Cl^-中的某幾種離子，現進行如下實驗：
①取少量的溶液用硝酸酸化后，加Ba（NO₃）₂溶液，無沉淀生成．
②另取少量溶液加入鹽酸，其現象是：一段時間保持原樣后，開始產生沉淀并逐漸增多，沉淀量基本不變后產生一種氣體，最后沉淀逐漸減少至消失．
（1）原溶液中肯定存在的離子是

OH^-、AlO₂^-、CO₃^2-、K⁺

，肯定不存在的離子是

NH₄⁺、SO₄^2-、SiO₃^2-、Al³⁺

．
（2）已知一定量的原溶液中加入5mL 0.2mol/L鹽酸時，沉淀會完全消失，加入足量的硝酸銀溶液可得到沉淀0.187g，則原溶液中是否含有Cl^-？

有Cl^-

．
（3）按照反應順序逐步書寫出②中發生反應的離子反應方程式
①

H⁺+OH^-=H₂O

； ②

AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓

；③

CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-

；④

HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑

；⑤

Al（OH）₃+3H⁺=3H₂O+Al³⁺

．

Answer 1

分析：強堿性溶液中一定不存在Al³⁺，①取少量的溶液用硝酸酸化后，加Ba（NO₃）₂溶液，無沉淀生成，則不含有硫酸根離子，可能含有碳酸根離子；②另取少量溶液加入鹽酸，其現象是：一段時間保持原樣后，開始產生沉淀并逐漸增多，沉淀量基本不變后產生一種氣體，最后沉淀逐漸減少至消失，則一定沒有銨根離子，還一定含有AlO₂^-，根據實驗的現象和離子共存知識確定存在的離子和一定不存在的離子．

解答：解：（1）強堿性溶液中一定不存在Al³⁺，①取少量的溶液用硝酸酸化后，加Ba（NO₃）₂溶液，無沉淀生成，則一定不含有SO₄^2-和SiO₃^2-，可能含有CO₃^2-離子；②另取少量溶液加入鹽酸，其現象是：一段時間保持原樣后（和氫氧根離子反應），開始產生沉淀并逐漸增多，和偏鋁酸根反應產生氫氧化鋁沉淀，沉淀量基本不變后產生一種氣體，最后沉淀逐漸減少至消失，是鹽酸將氫氧化鋁全部溶解，所以一定含有偏鋁酸根離子，一定不含有銨根離子，沉淀量基本不變后產生的一種氣體只能為二氧化碳，即一定含有碳酸根離子，
故答案為：OH^-、AlO₂^-、CO₃^2-、K⁺；NH₄⁺、SO₄^2-、SiO₃^2-、Al³⁺；
（2）一定量的原溶液中加入5mL 0.2mol/L鹽酸即0.001mol的鹽酸時，沉淀會完全消失，加入足量的硝酸銀溶液可得到氯化銀沉淀0.187g，即氯化銀的量為0.0013mol，大于0.001mol，所以含有Cl-，故答案為：有Cl^-；
（3）②另取少量溶液加入鹽酸，其現象是：一段時間保持原樣后（和氫氧根離子反應），即H⁺+OH^-=H₂O，開始產生沉淀并逐漸增多，和偏鋁酸根反應產生氫氧化鋁沉淀，AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓，沉淀量基本不變后產生一種氣體，
CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，最后沉淀逐漸減少至消失，是鹽酸將氫氧化鋁全部溶解，
Al（OH）₃+3H⁺=3H₂O+Al³⁺，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O；AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓；CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑；Al（OH）₃+3H⁺=3H₂O+Al³⁺．

點評：本題是一道離子檢驗和離子反應知識的綜合題目，考查學生分析和解決問題的能力，難度大．