2.某待測溶液中可能含有SO42-、SO32-、CO32-、HCO3-、NO3-、Cl-、Br-中的若干種及一種常見金屬陽離子(Mn+),現(xiàn)進行如圖實驗(每次實驗所用試劑均是足量的,鑒定中某些成分可能沒有給出).

請回答下列問題:
(1)根據(jù)上述框圖信息,(填化學(xué)式或離子符號)肯定存在的離子HCO3-,肯定沒有的離子Br-,沉淀D是BaSO4
(2)待測溶液中是否含有SO32-、SO42-D.
A.兩者都有     B.有SO32-,無SO42-      C.無SO32-、有SO42-    D.兩者至少有一種
若氣體D遇空氣變紅棕色,則生成沉淀D時肯定發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為3BaSO3+2H++2NO3-═2NO↑+3BaSO4↓+H2O,形成沉淀B時反應(yīng)的離子方程式為HCO3-+Ba2++OH-═BaCO3↓+H2O.
(3)若Mn+為常見金屬陽離子且原子序數(shù)不大于20,則要確定它具體是何種離子的方法做焰色反應(yīng)實驗,若透過藍色鈷玻璃片觀察到紫色火焰,說明是K+,若不透過藍色鈷玻璃片觀察到黃色火焰,則說明是Na+

分析 由沉淀A與稀硝酸反應(yīng)仍得到白色沉淀知白色沉淀D為BaSO4,故溶液中SO42-、SO32-至少有一種;由每次實驗所用試劑均足量知溶液A中含有Ba2+,在加入堿后能得到白色沉淀B,則原待測溶液中一定含有HCO3-;溶液B中加入足量的氯水后仍得到無色溶液,說明原待測液中無Br-,不能確定是否有NO3-、CO32-、Cl-;
若氣體D遇空氣變紅色時,表明D中肯定有NO,沉淀A中肯定有BaSO3;
原子序數(shù)不大于20的金屬陽離子有Li+、Be2+、Na+、Mg2+、Al3+、K+、Ca2+,Al3+與HCO,SO42-、SO32-與Ca2+不能大量共存,故金屬陽離子不可能是Al3+或Ca2+,由待測溶液與濃NaOH溶液混合后無明顯變化知溶液中沒有Mg2+,結(jié)合Mn+為常見離子且原子序數(shù)不大于20知,Mn+只能是Na+或K+,可通過焰色實驗來確定是鉀還是鈉,以此解答該題.

解答 解:由沉淀A與稀硝酸反應(yīng)仍得到白色沉淀知白色沉淀D為BaSO4,故溶液中SO42-、SO32-至少有一種;由每次實驗所用試劑均足量知溶液A中含有Ba2+,在加入堿后能得到白色沉淀B,則原待測溶液中一定含有HCO3-;溶液B中加入足量的氯水后仍得到無色溶液,說明原待測液中無Br-,不能確定是否有NO3-、CO32-、Cl-;
若氣體D遇空氣變紅色時,表明D中肯定有NO,沉淀A中肯定有BaSO3;
原子序數(shù)不大于20的金屬陽離子有Li+、Be2+、Na+、Mg2+、Al3+、K+、Ca2+,Al3+與HCO,SO42-、SO32-與Ca2+不能大量共存,故金屬陽離子不可能是Al3+或Ca2+,由待測溶液與濃NaOH溶液混合后無明顯變化知溶液中沒有Mg2+,結(jié)合Mn+為常見離子且原子序數(shù)不大于20知,Mn+只能是Na+或K+,可通過焰色實驗來確定是鉀還是鈉,
(1)根據(jù)以上分析可知,原待測溶液中一定含有HCO3-;一定沒有無Br-;沉淀D為:BaSO4,
故答案為:HCO3-;Br-;BaSO4;
(2)因為待測液加入BaCl2溶液和稀HNO3生成了BaSO4沉淀,BaSO4的生成可能來自SO42-或SO32-中的一種或兩種;
若氣體D遇空氣變紅色時,表明D中肯定有NO,沉淀A中肯定有BaSO3,生成沉淀D的離子方程式為:3BaSO3+2H++2NO3-═2NO↑+3BaSO4↓+H2O,
沉淀B為碳酸鋇,反應(yīng)的離子方程式為:HCO3-+Ba2++OH-═BaCO3↓+H2O,
故答案為:D;3BaSO3+2H++2NO3-═2NO↑+3BaSO4↓+H2O;HCO3-+Ba2++OH-═BaCO3↓+H2O;
(3)原子序數(shù)不大于20的金屬陽離子有Li+、Be2+、Na+、Mg2+、Al3+、K+、Ca2+,Al3+與HCO,SO42-、SO32-與Ca2+不能大量共存,故金屬陽離子不可能是Al3+或Ca2+,由待測溶液與濃NaOH溶液混合后無明顯變化知溶液中沒有Mg2+,結(jié)合Mn+為常見離子且原子序數(shù)不大于20知Mn+只能是Na+或K+,可通過焰色實驗來確定是鉀還是鈉,方法是:做焰色反應(yīng)實驗,若透過藍色鈷玻璃片觀察到紫色火焰,說明是鉀;若不透過藍色鈷玻璃片觀察到黃色火焰,則說明是鈉,
故答案為:做焰色反應(yīng)實驗,若透過藍色鈷玻璃片觀察到紫色火焰,說明是K+,若不透過藍色鈷玻璃片觀察到黃色火焰,則說明是Na+

點評 本題考查元素化合物的特性和反應(yīng),用框圖設(shè)問可以考查學(xué)生正向思維、逆向思維、發(fā)散和收斂思維,能根據(jù)題眼正確判斷化合物是解本題的關(guān)鍵,注意所加BaCl2、H2SO4、HNO3、NaOH均過量,硝酸能把亞硫酸鋇氧化成硫酸鋇.

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