Question

7．某无色溶液X，由Na⁺、Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺、AlO₂^-、MnO₄^-、CO₃^2-、SO₄^2-中的若干种离子组成，取溶液进行如下连续实验：

请回答：
（1）气体A与气体B的水溶液发生反应的化学方程式为CO₂+NH₃+H₂O=NH₄HCO₃．
（2）X溶液中一定存在的离子是Na⁺、CO₃^2-、AlO₂^-．
（3）写出步骤①加入过量盐酸时反应的离子方程式CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O、AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O．
（4）写出步骤②形成白色沉淀甲的离子方程式Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．

Answer 1

分析 溶液呈无色，则一定不含MnO₄^-，
1、取适量溶液，加入过量盐酸，有气体生成，并得到无色溶液，说明溶液中含有CO₃^2-；
2、在（Ⅰ）所得溶液中加入过量NH₄HCO₃溶液，有气体生成，同时析出白色沉淀甲，说明（Ⅰ）中含有Al³⁺；
3、在（Ⅱ）所得溶液中加入过量Ba（OH）₂溶液也有气体生成，同时析出白色沉淀乙，该气体为氨气，沉淀为BaCO₃或BaSO₄．结合离子共存问题解答该题．

解答 解：溶液呈无色，则一定不含MnO₄^-，
1、取适量溶液，加入过量盐酸，有气体生成，并得到无色溶液，说明溶液中含有CO₃^2-，则一定不含Ag⁺、Ba²⁺、Al³⁺；
2、在（Ⅰ）所得溶液中加入过量NH₄HCO₃溶液，有气体生成，同时析出白色沉淀甲，说明（Ⅰ）中含有Al³⁺，则原溶液中含有AlO₂^-；
3、在（Ⅱ）所得溶液中加入过量Ba（OH）₂溶液也有气体生成，同时析出白色沉淀乙，该气体为氨气，沉淀为BaCO₃或BaSO₄，不能确定原溶液中是否含有SO₄^2-，
根据溶液电中性原则可知含有Na⁺，所以溶液中一定含有Na⁺、CO₃^2-、AlO₂^-，
所以：
（1）（4）气体A的成分是：二氧化碳，气体B的成分是氨气，其反应方程式为：CO₂+NH₃+H₂O=NH₄HCO₃，故答案为：CO₂+NH₃+H₂O=NH₄HCO₃；
白色沉淀甲是气体A的成分是：写出步骤②形成白色沉淀甲，是铝离子和碳酸氢根离子发生双水解，生成氢氧化铝，反应的离子的方程式为Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，故答案为：Al（OH）₃；
（2）X溶液中一定存在的离子是：Na⁺、CO₃^2-、AlO₂^-，故答案为：Na⁺、CO₃^2-、AlO₂^-；
（3）溶液中一定存在的离子是：Na⁺、CO₃^2-、AlO₂^-，加入过量盐酸时发生反应的所有离子反应方程式：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O、AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O，
故答案为：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O、AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O；
（4）步骤②形成白色沉淀甲是铝离子和碳酸氢根离子发生水解相互促进，生成氢氧化铝，反应的离子的方程式为Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案为：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．

点评 本题考查离子的推断和离子共存问题，题目难度中等，本题注意根据物质反应的现象进行推断，易错点为SO₄^2-的确定．