Question

溶液X中只可能含有K⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Al³⁺、AlO₂^-、SO₄^2-、SiO₃^2-、SO₃^2-、HCO₃^-中的若干種．某實驗探究小組對溶液X進行如下實驗：

已知：（1）Mg²⁺與AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-在溶液中不能大量共存，F(xiàn)e³⁺、Al³⁺分別與AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-、HCO₃^-在溶液中不能大量共存
（2）18℃時，Ksp[Mg（OH）₂]═1×10^-11，Ksp（MgCO₃）═3×10^-5
請回答下列問題：
（1）溶液X中加入過量NaOH溶液的離子方程式為

 

．
（2）溶液甲與過量稀鹽酸反應的離子方程式

 

．
（3）溶液X中一定含有的離子是

 

；可能存在的離子有

 

．
（4）該實驗探究小組對溶液X中可能存在的離子再進行探究．請你協(xié)助該小組提出離子鑒定方案，并填寫下表：

離子鑒定方案（實驗操作步驟）	預期的現(xiàn)象和結論

Answer 1

考點：物質的檢驗和鑒別的實驗方案設計

專題：物質檢驗鑒別題

分析：X中加過量NaOH生成白色沉淀為氫氧化鎂，則一定含Mg²⁺，而不含F(xiàn)e³⁺、Fe²⁺；Mg²⁺與AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-在溶液中不能大量共存，則不含AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-；溶液加加鹽酸生成的無色氣體為二氧化碳，則甲中含CO₃^2-，即原溶液X中含HCO₃^-，而K⁺、SO₄^2-不能確定，以此來解答．

解答： 解：X中加過量NaOH生成白色沉淀為氫氧化鎂，則一定含Mg²⁺，而不含F(xiàn)e³⁺、Fe²⁺；Mg²⁺與AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-在溶液中不能大量共存，則不含AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-；溶液加加鹽酸生成的無色氣體為二氧化碳，則甲中含CO₃^2-，即原溶液X中含HCO₃^-，而K⁺、SO₄^2-不能確定，
（1）溶液X中加入過量NaOH溶液的離子方程式為HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓（若依次寫作HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O、Mg²⁺+CO₃^2-═MgCO₃↓、MgCO₃+2OH^-═CO₃^2-+Mg（OH）₂↓），故答案為：HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；
（2）溶液甲與過量稀鹽酸反應的離子方程式為CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O，故答案為：CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O；
（3）由上述分析可知，一定含Mg²⁺、HCO₃^-，可能含K⁺、SO₄^2-，故答案為：Mg²⁺、HCO₃^-；K⁺、SO₄^2-；       
（4）檢驗鉀離子，用潔凈的鉑絲蘸取待測液在火焰上灼燒，隔藍色鈷玻璃，觀察火焰顏色，火焰顏色呈紫色，證明溶液中有K⁺，否則沒有K⁺；
檢驗硫酸根離子，取少量待測液用鹽酸酸化，加入BaCl₂溶液，鹽酸酸化時無白色沉淀，加入BaCl₂溶液有白色沉淀，證明溶液中有SO₄^2-，否則沒有，
故答案為：

離子鑒定方案（實驗操作步驟）	預期的現(xiàn)象和結論
K+：用潔凈的鉑絲蘸取待測液在火焰上灼燒，隔藍色鈷玻璃，觀察火焰顏色 SO42-：取少量待測液用鹽酸酸化，加入BaCl2溶液	火焰顏色呈紫色，證明溶液中有K+，否則沒有K+ 鹽酸酸化時無白色沉淀，加入BaCl2溶液有白色沉淀，證明溶液中有SO42-，否則沒有

點評：本題考查物質鑒別和檢驗實驗方案的設計，為高頻考點，把握實驗中發(fā)生的反應、現(xiàn)象與結論的關系為解答的關鍵，注意X中離子的推斷及離子的檢驗方法，側重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．