Question

現(xiàn)有易溶強(qiáng)電解質(zhì)的混合溶液10L，其中可能含有K⁺、Ba²⁺、Na⁺、NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-、AlO₂^-、OH^-中的幾種，向其中通入CO₂氣體，產(chǎn)生沉淀的量與通入CO₂的量之間的關(guān)系如圖所示：請回答下列問題：
（1）該溶液中能確定存在的離子是

 

，肯定不存在的離子是

 

不能確定的離子中至少還存在一種

 

離子（填“陰”、“陽”），驗(yàn)證該離子是否存在的實(shí)驗(yàn)方法是

 

，若確定只存在其中的一種，則該離子的最小濃度為

 

．
（2）寫出BC段和DE段反應(yīng)的離子方程式

 

、

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：常見陽離子的檢驗(yàn),常見陰離子的檢驗(yàn)

專題：物質(zhì)檢驗(yàn)鑒別題

分析：通入二氧化碳，在OA段產(chǎn)生沉淀，說明一定含Ba²⁺，根據(jù)離子共存條件，一定不含SO₄^2-，因二者反應(yīng)會生成硫酸鋇沉淀；在BC段產(chǎn)生沉淀，說明含AlO₂^-，AlO₂^-存在堿性環(huán)境，故一定含OH^-，不含NH₄⁺，因NH₄⁺與OH^-反應(yīng)放氨氣，根據(jù)OA段，通入1mol二氧化碳生成1mol沉淀，所以 Ba²⁺為1mol，反應(yīng)方程式為：Ba（OH）₂+CO₂=BaCO₃↓+H₂O，AB段沉淀不變，說明二氧化碳和OH^-反應(yīng)，結(jié)合OA段可知含 OH^-共2.5mol，根據(jù)BC段可知發(fā)生反應(yīng)：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2A l（OH）₃↓+CO₃^2-，故消耗二氧化碳0.5mol，即AlO₂^-的物質(zhì)的量為1mol，CD段發(fā)生反應(yīng)：CO₃^2-+CO₂+H₂O═2HCO₃^-，DE段發(fā)生反應(yīng)：BaCO₃+CO₂+H₂O═Ba²⁺+2HCO₃^-，根據(jù)電荷守恒，所含陽離子所帶正電荷為Ba²⁺所帶：2mol，陰離子所帶負(fù)電荷為AlO₂^-、OH^-所帶：2.5mol+1mol=3.5mol，故一定還含陽離子，根據(jù)電荷守恒，計算出所含陽離子物質(zhì)的量，進(jìn)而計算出濃度．

解答： 解：通入二氧化碳，在OA段產(chǎn)生沉淀，說明一定含Ba²⁺，根據(jù)離子共存條件，一定不含SO₄^2-，因二者反應(yīng)會生成硫酸鋇沉淀；在BC段產(chǎn)生沉淀，說明含AlO₂^-，AlO₂^-存在堿性環(huán)境，故一定含OH^-，不含NH₄⁺，因NH₄⁺與OH^-反應(yīng)放氨氣，根據(jù)OA段，通入1mol二氧化碳生成1mol沉淀，所以 Ba²⁺為1mol，反應(yīng)方程式為：Ba（OH）₂+CO₂=BaCO₃↓+H₂O，AB段沉淀不變，說明二氧化碳和OH^-反應(yīng)，結(jié)合OA段可知含 OH^-共2.5mol，根據(jù)BC段可知發(fā)生反應(yīng)：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2A l（OH）₃↓+CO₃^2-，故消耗二氧化碳0.5mol，即AlO₂^-的物質(zhì)的量為1mol，CD段發(fā)生反應(yīng)：CO₃^2-+CO₂+H₂O═2HCO₃^-，DE段發(fā)生反應(yīng)：BaCO₃+CO₂+H₂O═Ba²⁺+2HCO₃^-，根據(jù)電荷守恒，所含陽離子所帶正電荷為Ba²⁺所帶：2mol，陰離子所帶負(fù)電荷為AlO₂^-、OH^-所帶：2.5mol+1mol=3.5mol，故一定還含陽離子．
（1）根據(jù)以上分析，一定含Ba²⁺、AlO₂^-、OH^-，一定不含：NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-；不能確定離子中至少還存在一種陽離子存在，所給陽離子中還有K⁺、Na⁺沒確定，可通過焰色反應(yīng)來鑒別；根據(jù)電荷守恒，所含離子的物質(zhì)的量設(shè)為n，則有：n+2mol=3.5mol，n=1.5，濃度為：

1.5mol

10L

=0.15mol/L，若含氯離子，則陽離子濃度大于0.15mol/L；故答案為：Ba²⁺、AlO₂^-、OH^-； NH₄⁺、SO₄^2-；陽離子；焰色反應(yīng)；0.15mol/L；
（2）根據(jù)BC段可知發(fā)生反應(yīng)：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2A l（OH）₃↓+CO₃^2-，DE段發(fā)生反應(yīng)：BaCO₃+CO₂+H₂O═Ba²⁺+2HCO₃^-，
故答案為：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2A l（OH）₃↓+CO₃^2-；BaCO₃+CO₂+H₂O═Ba²⁺+2HCO₃^-．

點(diǎn)評：本題考查了離子的推斷，難度較大，關(guān)鍵是搞清反應(yīng)原理結(jié)合離子共存和電荷守恒解答．