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0.1 mol/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5 mL,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____________________________(请用离子方程式说明)。
(4)另取100 mL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-、NO3—、SO42—、I- 酸 Mg2++2H2OMg(OH)2+2H+、Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
(4)Mg2++2OH-=Mg(OH) 2↓、Al3++4OH-=AlO2—+2H2O 0.4
(1)根据Ⅰ,溶液为无色,则溶液中不含Cu2+,生成沉淀后离子种类增加,说明原溶液中不含NH4+;根据Ⅱ可确定溶液中不含K+。(2)根据Ⅲ的描述可确定生成的无色气体为NO,则原溶液中一定含有NO3—和I-,根据转移电子数目相等、电荷守恒可写出离子方程式。(3)结合Ⅳ和溶液中各离子浓度相等可确定溶液中含有的阴离子为SO42—、Cl-、NO3—和溶液显酸性,是Mg2+、Al3+水解的缘故。(4)加入NaOH溶液,Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,Al3+最后转化为NaAlO2,最终得到0.01 mol Mg(OH)2沉淀,灼烧至恒重得到0.4 g MgO。
点拨:本题结合废水的成分考查离子检验和离子方程式的书写,意在考查考生综合分析问题的能力和计算能力。