Question

【題目】某無色溶液中只可能含有NH4+、K+、Al3+、Fe3+、Cl﹣、SO42﹣等離子中的幾種，現(xiàn)按下列步驟進(jìn)行實(shí)驗： ①該溶液的焰色反應(yīng)呈現(xiàn)出紫色．
②取10mL該溶液于試管中滴加Ba（NO3）2溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到0.03mol白色沉淀，向濾液中加入AgNO3溶液未堿沉淀產(chǎn)生．
③另取10mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，當(dāng)沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體，最后沉淀完全溶解，并且隨NaOH溶液的加入，沉淀和氣體的變化關(guān)系如圖所示：

（1）該溶液中一定含有的離子是 ， 一定不含有的離子是 ．
（2）步驟②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ．
（3）圖中CD段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ．
（4）根據(jù)圖中所示數(shù)據(jù)，計算實(shí)驗中使用NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為mol/L，焰色反應(yīng)呈現(xiàn)紫色的離子的物質(zhì)的量濃度為mol/L．

Answer 1

【答案】
（1）K+、NH4+、Al3+、SO42﹣； Cl﹣、Fe3+
（2）SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓
（3）Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O
（4）1；1
【解析】解：①溶液透過藍(lán)色鈷玻璃焰色反應(yīng)呈紫色，說明溶液中含有K+離子，溶液呈無色，則一定不含F(xiàn)e3+離子；

②取10mL該溶液于試管中滴加Ba（NO3）2溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到0.03mol白色沉淀，根據(jù)SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓知溶液中含有SO42﹣為0.03mol；向濾液中加入AgNO3溶液未見沉淀產(chǎn)生，則溶液中沒有Cl﹣；

③另取10mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，則說明溶液中含有Al3+，（1）由①②③得該溶液中一定含有的離子是K+、NH4+、Al3+、SO42﹣；一定不含有的離子是Cl﹣、Fe3+，

所以答案是：K+、NH4+、Al3+、SO42﹣；Cl﹣、Fe3+；（2）鋇離子和硫酸根離子反應(yīng)生成白色沉淀硫酸鋇不溶于稀硝酸，故離子方程式為SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓，

所以答案是：SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓；（3）氫氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，并根據(jù)弱酸，弱堿，水，氧化物等不拆，故離子方程式為Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O，

所以答案是：Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O；（4）Al3++3OH﹣=Al（OH）3↓，結(jié)合圖象中沉淀的變化關(guān)系，知溶液中含有Al3+為0.01mol需OH﹣為0.03mol；當(dāng)沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體，根據(jù)NH4++OH﹣=NH3↑+H2O結(jié)合圖象，知溶液中含有NH4+為0.02mol需OH﹣為0.02mol；最后沉淀完全溶解是由于氫氧化鋁與NaOH繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O，結(jié)合圖象中沉淀的變化關(guān)系，需OH﹣為0.01mol；實(shí)驗中使用的NaOH溶液的總物質(zhì)的量為：0.03mol+0.02mol+0.01mol=0.06mol，結(jié)合圖象中沉淀的變化關(guān)系知此時氫氧化鈉溶液的體積為60mL，根據(jù)C= = =1mol/L；

根據(jù)圖示信息分析該溶液中焰色反應(yīng)呈現(xiàn)紫色的離子為K+，該溶液中一定含有K+、NH4+、Al3+、SO42﹣；根據(jù)（1）③知NH4+為0.02mol，Al3+為0.01mol，SO42﹣為0.03mol，根據(jù)溶液呈電中性溶液中陰陽離子所帶的正負(fù)電荷總數(shù)相等，其中正電荷總數(shù)為：0.02mol×1+0.01mol×3+n（K+）×1=0.05mol+n（K+），負(fù)電荷總數(shù)0.03mol×2=0.06mol，所以n（K+）=0.01mol，根據(jù)C= = =lmol/L，

所以答案是：1；1．