Question

某工业废水仅含下表中的某些离子，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L（此数值忽略水的电离及离

某工业废水仅含下表中的某些离子，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L（此数值忽略水的电离及离子的水解）． 阳离子 K + 　Ag + 　Mg 2+ 　Cu 2+ 　Al 3+ 　NH 4 + 阴离子 Cl - 　CO 3 2- 　NO 3 - 　SO 4 2- 　I - 甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：Ⅰ．取该无色溶液5mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加．Ⅱ．用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，无紫色火焰．Ⅲ．另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色．Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl 2 溶液，有白色沉淀生成．请推断：（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是______．（2）Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是______．（3）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有______，阴离子有______；并据此推测原溶液应该呈______性，原因是______（用离子方程式说明）．（4）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，此过程中涉及的离子方程式为______．充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，得到的固体质量为______g．

Answer 1

Ⅰ．取该无色溶液5mL，说明一定不含有Cu 2+ ，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加，说明增加的是NH 4 + ，所以原溶液中一定不含NH 4 + ，可能含有Mg 2+ 、Al 3+ ，不含NH 4 + ，CO 3 2- ； Ⅱ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K + ； Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，说明有还原性离子 I - 与NO 3 - 和H + 反应生成NO，即溶液中有I - 、NO 3 - ；，判断一定不含有Ag + ； Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl 2 溶液，有白色沉淀生成，说明有SO 4 2- ； （1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K + 、NH 4 + 、Cu 2+ ； 故答案为：K + 、NH 4 + 、Cu 2+ ； （2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体，是I - 与NO 3 - 和H + 反应生成NO，其离子方程式：6I - +2NO 3 - +8H + ═3I 2 +2NO↑+4H 2 O； 故答案为：6I - +2NO 3 - +8H + ═3I 2 +2NO↑+4H 2 O； （3）由上述分析可知一定含有的阴离子I - 、NO 3 - ，SO 4 2- ，且各为0.1mol/L，依据电荷守恒可知，推断出的阳离子含有Mg 2+ 、Al 3+ ，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种-1价的阴离子为Cl - ，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是：Mg 2+ 、Al 3+ ；阴离子是：Cl - 、I - 、NO 3 - 、SO 4 2- ，溶液中镁离子和铝离子水解溶液呈酸性，反应的离子方程式为：Mg 2+ +2H 2 O?Mg（OH） 2 +2H + 、Al 3+ +3H 2 O?Al（OH） 3 +3H + ； 故答案为：Mg 2+ 、Al 3+ ；Cl - 、I - 、NO 3 - 、SO 4 2- ；酸；Mg 2+ +2H 2 O?Mg（OH） 2 +2H + 、Al 3+ +3H 2 O?Al（OH） 3 +3H + ； （4）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，Mg 2+ 、Al 3+ 反应生成Mg（OH） 2 ，NaAlO 2 ，涉及的离子方程式为Mg 2+ +2OH - ═Mg（OH） 2 ↓、Al 3+ +4OH - ═AlO 2 - +2H 2 O；充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，根据元素守恒：n（MgO）=n（Mg 2+ ）=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol；n（MgO）=0.01mol×40g/mol=0.4g； 故答案为：Mg 2+ +2OH - ═Mg（OH） 2 ↓、Al 3+ +4OH - ═AlO 2 - +2H 2 O；0.4；