Question

5．某无色溶液中，有可能存在的离子如下：K⁺，Ag⁺，Mg²⁺，Al³⁺，AlO₂^-，SiO₃^2-，SO₃^2-，SO₄^2-，现取该溶液进行有关实验，实验结果如图所示：

请回答下列问题：
（1）白色沉淀甲、乙分别是H₂SiO₃、Al（OH）₃，气体乙、丙分别是CO₂、NH₃（都有化学式表示）．
（2）生成沉淀甲的离子方程式为SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，生成沉淀乙的离子方程式为2Al³⁺+3H₂O+3CO₃^2-═2Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
（3）验证溶液中含有NH⁺的方法是取少量的溶液于试管中，滴加过量浓NaOH溶液并微热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝，证明含NH₄⁺．
（4）该无色溶液中一定含有的离子为AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-、K⁺，一定不含的离子有Ag⁺、Mg²⁺、Al³⁺．

Answer 1

分析 无色溶液中加入过量盐酸后生成气体甲、溶液甲和白色沉淀甲，气体甲为二氧化硫气体，则原溶液中一定含有SO₃^2-，则一定不存在Ag⁺、Mg²⁺、Al³⁺；生成的白色沉淀只能为H₂SiO₃；溶液甲中含有过量的盐酸，溶液甲中加入过量碳酸铵后生成气体乙、溶液乙和白色沉淀乙，气体乙为二氧化碳气体，白色沉淀乙为氢氧化铝沉淀，原溶液中一定含有AlO₂^-；溶液乙中含有碳酸根离子、铵根离子，向溶液乙中加入过量的氢氧化钡溶液后加热，产生气体丙、溶液丙和白色沉淀丙，则气体丙为氨气、白色沉淀丙可能为硫酸钡或碳酸钡；根据分析可知，溶液中一定含有：AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-，根据溶液电中性可知，一定还含有K⁺；一定不含Ag⁺，Mg²⁺，Al³⁺，可能含有SO₄^2-，据此进行解答．

解答 解：无色溶液中加入过量盐酸后生成气体甲、溶液甲和白色沉淀甲，气体甲为二氧化硫气体，则原溶液中一定含有SO₃^2-，则一定不存在Ag⁺、Mg²⁺、Al³⁺；生成的白色沉淀只能为H₂SiO₃；溶液甲中含有过量的盐酸，溶液甲中加入过量碳酸铵后生成气体乙、溶液乙和白色沉淀乙，气体乙为二氧化碳气体，白色沉淀乙为氢氧化铝沉淀，原溶液中一定含有AlO₂^-；溶液乙中含有碳酸根离子、铵根离子，向溶液乙中加入过量的氢氧化钡溶液后加热，产生气体丙、溶液丙和白色沉淀丙，则气体丙为氨气、白色沉淀丙可能为硫酸钡或碳酸钡，
（1）白色沉淀甲为H₂SiO₃，白色沉淀乙为Al（OH）₃，气体乙为CO₂，气体丙为NH₃，
故答案为：H₂SiO₃；Al（OH）₃；CO₂；NH₃；
（2）沉淀甲为硅酸，硅酸根离子与氢离子反应生成硅酸沉淀，反应的离子方程式为：SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓；沉淀乙为氢氧化铝沉淀，为碳酸根离子与铝离子发生双水解反应生成的，反应的离子方程式为：2Al³⁺+3H₂O+3CO₃^2-═2Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案为：SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓；2Al³⁺+3H₂O+3CO₃^2-═2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（3）检验铵根离子的操作为：取少量的溶液于试管中，滴加过量浓NaOH溶液并微热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝，证明含NH₄⁺，
故答案为：取少量的溶液于试管中，滴加过量浓NaOH溶液并微热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝，证明含NH₄⁺；
（4）根据分析可知，溶液中一定含有：AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-，根据溶液电中性可知，一定还含有K⁺；一定不含Ag⁺、Mg²⁺、Al³⁺，可能含有SO₄^2-，
故答案为：AlO₂^-、SiO₃^2-、SO₃^2-、K⁺；Ag⁺、Mg²⁺、Al³⁺．

点评 本题考查了常见离子的检验方法，题目难度中等，明确常见离子的性质及检验方法为解答关键，试题侧重基础知识的考查，培养了学生的分析、理解能力及逻辑推理能力．