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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+   Mg2+   Cu2+   Al3+   NH4+

阴离子

Cl   CO32﹣ NO3   SO42﹣ 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BaCl2 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.

 

(1)K+、NH4+、Cu2+;(2)6I﹣+2NO3﹣+8H+═3I2+2NO↑+4H2O;(3)Mg2+、Al3+;Cl﹣、I﹣、NO3﹣、SO42﹣;酸;Mg2++2H2O⇌Mg(OH)2+2H+、Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+;(4)Mg2++2OH﹣═Mg(OH)2↓、Al3++4OH﹣═AlO2﹣+2H2O;0.4. 【解析】Ⅰ.取该无色溶液5mL,说明一定不含有Cu2+,滴加一滴氨水有沉淀生成,且离子种类增加,说明增加的是NH4+,所以原溶液中一定不含NH4+,可能含有Mg2+、Al3+,不含NH4+,CO32﹣; 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NO3﹣和H+反应生成NO,即溶液中有I﹣、NO3﹣;,判断一定不含有Ag+; Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明有SO42﹣; (1)由Ⅰ、Ⅱ判断,溶液中一定不含有的阳离子是K+、NH4+、Cu2+; (2)Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体,是I﹣与NO3﹣和H+反应生成NO,其离子方程式:6I﹣+2NO3﹣+8H+═3I2+2NO↑+4H2O; (3)由上述分析可知一定含有的阴离子I﹣、NO3﹣,SO42﹣,且各为0.1mol/L,依据电荷守恒可知,推断出的阳离子含有Mg2+、Al3+,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:Mg2+、Al3+;阴离子是:Cl﹣、I﹣、NO3﹣、SO42﹣,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:Mg2++2H2O⇌Mg(OH)2+2H+、Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+; (4)另取100mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,Mg2+、Al3+ 反应生成Mg(OH)2,NaAlO2,涉及的离子方程式为Mg2++2OH﹣═Mg(OH)2↓、Al3++4OH﹣═AlO2﹣+2H2O;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(Mg2+)=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol;m(MgO)=0.01mol×40g/mol=0.4g; 【点评】本题考查物质的检验、鉴别以及方程式的有关计算,题目难度中等,解答本题的关键是把握有关反应的化学方程式的书写.  
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