Question

【題目】某無色溶液100mL，其中可能含Fe3+、Al3+、Na+、Mg2+、Cu2+、NH4+、K+、CO32-、SO42-等離子中的幾種，為分析其成分，取此溶液分別進行了四個實驗，其操作和有關(guān)現(xiàn)象如圖所示。

請回答下列問題：

（1）焰色反應(yīng)是_____(填“物理”或“化學(xué)”)變化；實驗③中產(chǎn)生的無色無味氣體是_____(填化學(xué)式)。

（2）原溶液中一定存在的離子有_____，一定不存在的離子有_____(寫化學(xué)式)。

（3）若溶液中K+物質(zhì)的量為0.04mol，則c(Na+)=_____。

Answer 1

【答案】物理 O2 Na+、Mg2+、Al3+、SO42- Fe3+、Cu2+、CO32-、NH4+ 0.6mol/L

【解析】

溶液焰色反應(yīng)呈黃色，說明溶液中含有Na+離子，溶液呈無色，則一定不含有色離子：Fe3+、Cu2+，加入氯化鋇和鹽酸后生成白色沉淀，由于溶液中沒有Ag+離子，則生成沉淀為BaSO4，溶液中含有SO42-離子，逐滴加入過量NaOH溶液有白色沉淀，則溶液中含有Mg2+離子，判斷一定無CO32-，圖象分析可知，實驗中生成白色沉淀的量與加入NaOH的量的先增大后減小，則說明溶液中含有Al3+離子，加入過氧化鈉產(chǎn)生的是無色無味的氣體，可以判定一定沒有NH4+，可以推斷一定含有Mg2+、Na+、Al3+，由于Mg2+和CO32-不能共存，所以一定沒有CO32-，不能判斷溶液中是否含有K+，據(jù)此進行解答。

(1)焰色反應(yīng)是某些金屬或它們的化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現(xiàn)特征的顏色的反應(yīng)，焰色反應(yīng)是物理變化；實驗③是過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，則產(chǎn)生的無色無味氣體是O2；

(2)根據(jù)以上分析，原溶液中一定存在的離子有Al3+、Na+、Mg2+、SO42-，一定不存在的離子有Fe3+、Cu2+、CO32-、NH4+；

(3)依據(jù)圖形變化可知，Mg2+物質(zhì)的量為0.1mol，Al3+物質(zhì)的量為0.1mol，SO42-離子物質(zhì)的量等于硫酸鋇沉淀物質(zhì)的量==0.3mol，溶液體積為100mL，若溶液中K+物質(zhì)的量為0.04mol，依據(jù)電荷守恒計算c(K+)+c(Na+)+3c(Al3+)+2c(Mg2+)=2c(SO42-)，c(Na+)=2×3mol/L-0.4mol/L-3×1mol/L-2×1mol/L=0.6mol/L。