Question

有一无色溶液，可能含有Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、K⁺、CO₃^2﹣、SO₄^2﹣等离子中的几种，为分析其成分，取此溶液分别进行了四个实验，其操作和有关现象如图1所示：

第③个实验中，生成白色沉淀的量与加入NaOH的量有如图2所示的相互关系．据此可知：

（1）在原溶液中一定存在的离子有            ；

（2）为了配制该溶液，一般可溶解两种常见物质提供一定存在的离子，则两种物质为         和         ；（写化学式）

（3）写出第③个实验中发生反应的离子方程式：（只需写两个）               、

（4）若实验④中产生了标准状况下11.2L的气体，则反应中转移的电子数为             个，消耗的氧化剂的质量为         g．

Answer

（1）Al3+、Mg2+、K+、SO42﹣；

（2）KAl（SO4）2（或KAl（SO4）2•12H2O）；MgSO4；

（3）Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2↓；Al3++3OH﹣=Al（OH）3↓

（或Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O）；

（4）NA ；39

【解析】（1）透过蓝色钴玻璃焰色反应呈紫色，说明溶液中含有K+离子；溶液呈无色，则一定不含有色离子：Fe3+、Fe2+、Cu2+；逐滴加入过量NaOH溶液有白色沉淀，则溶液中含有Mg2+离子，一定不含CO32﹣；加入氯化钡和盐酸后生成白色沉淀，由于溶液中没有Ag+离子，则生成沉淀为BaSO4，溶液中含有SO42﹣离子，第③个实验中，根据图象可知：生成白色沉淀的量与加入NaOH的量的先增大后减小，最后不再变化，则说明溶液中含有Al3+离子，一定不含有铵根离子；④中得到无色无味的气体，可以判定一定没有NH4+，综上可知：原溶液中一定含有Al3+、Mg2+、K+、SO42﹣，一定不含Fe3+、Fe2+、NH4+、Cu2+、CO32﹣，故答案为：Al3+、Mg2+、K+、SO42﹣；

（2）原溶液中一定含有的离子为：Al3+、Mg2+、K+、SO42﹣，可以组成的物质为：KAl（SO4）2 （或KAl（SO4）2 • 12H2O）、MgSO4

（3）溶液中含有Al3+、Mg2+，加入氢氧化钠发生的反应有：Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2↓、Al3++3OH﹣=Al（OH）3↓、Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O

（4）反应④中Na2O2和H2O生成NaOH和O2，离子方程式为：2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ + 4OH﹣ + O2↑，生成氧气的物质的量为：=0.5mol，过氧化钠中氧元素的化合价为﹣1价，则生成0.5mol氧气转移了1mol电子，转移的电子数为：NA；根据反应可知，生成0.5mol氧气消耗过氧化钠的物质的量为：0.5mol×2=1mol，参加反应的过氧化钠中，只有一半做氧化剂，则做氧化剂的过氧化钠的物质的量为0.5mol，质量为：78g/mol×0.5mol=39g