Question

13．某地區(qū)的霧霾中含有如下可溶性無機離子：Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-．
收集該地區(qū)的霧霾，經(jīng)必要的預(yù)處理后得試樣溶液，取適量該試樣溶液進行如下實驗：

已知：3NO₃^-+8Al+5OH^-+2H₂O$\stackrel{△}{→}$3NH₃+8AlO₂^-
根據(jù)以上實驗操作與現(xiàn)象，回答下列問題：
（1）氣體X的分子式為NH₃；沉淀1的主要成分是Mg（OH）₂、BaSO₄（填化學(xué)式）．
（2）生成沉淀2的離子方程式有兩個，分別是Ba²⁺+2OH^-+CO₂=BaCO₃↓+H₂O、2AlO₂^-+3H₂O+CO₂=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-．
（3）第④步發(fā)生反應(yīng)，每產(chǎn)生5.6L標(biāo)準(zhǔn) 狀況下的氣體X，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol．

Answer 1

分析 試樣溶液中加入過量Ba（OH）₂并加熱，生成的氣體X，該氣體X是NH₃，則試樣中含有NH₄⁺；向濾液中通入CO₂，得到溶液2、沉淀2，溶液2中加入Al，3NO₃^-+8Al+5OH^-+2H₂O$\stackrel{△}{→}$3NH₃+8AlO₂^-，生成氣體X，該氣體是NH₃，根據(jù)已知條件知，溶液2中含有NO₃^-，根據(jù)元素守恒知，原溶液中含有NO₃^-；濾液1中通入CO₂，得到沉淀2，向沉淀2中加入酸，沉淀溶解并放出氣體，說明沉淀2是碳酸鋇等難溶性碳酸鹽；沉淀1加入酸后，沉淀部分溶解，硫酸鋇不溶于酸，說明原來溶液中含有SO₄^2-，能和過量Ba（OH）₂反應(yīng)生成能溶于酸的沉淀，根據(jù)離子知，該沉淀為Mg（OH）₂，所以溶液中含有Mg ²⁺，結(jié)合題給選項分析解答．

解答 解：試樣溶液中加入過量Ba（OH）₂并加熱，生成的氣體X，該氣體X是NH₃，則試樣中含有NH₄⁺；向濾液中通入CO₂，得到溶液2、沉淀2，溶液2中加入Al，NO₃^-+A1+OH^-+H₂O→NH₃↑+[Al（OH）₄]^-，生成氣體X，該氣體是NH₃，根據(jù)已知條件知，溶液2中含有NO₃^-，根據(jù)元素守恒知，原溶液中含有NO₃^-；濾液1中通入CO₂，得到沉淀2，向沉淀2中加入酸，沉淀溶解并放出氣體，說明沉淀2是碳酸鋇等難溶性碳酸鹽；沉淀1加入酸后，沉淀部分溶解，硫酸鋇不溶于酸，說明原來溶液中含有SO₄^2-，能和過量Ba（OH）₂反應(yīng)生成能溶于酸的沉淀，根據(jù)離子知，該沉淀為Mg（OH）₂，所以溶液中含有Mg ²⁺，
（1）試樣溶液中加入過量Ba（OH）₂并加熱，生成的氣體X是NH₃；生成的沉淀1為Mg（OH）₂、BaSO₄；
故答案為：NH₃；Mg（OH）₂、BaSO₄；
（2）濾液1中通入CO₂，得到沉淀2，向沉淀2中加入酸，沉淀溶解并放出氣體，離子方程式為BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O，沉淀2是碳酸鋇等難溶性碳酸鹽，也有可能是試樣中存在Al³⁺，在過量的Ba（OH）₂中反應(yīng)生成AlO₂^-，通入CO₂后生成Al（OH）₃沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：2AlO₂^-+3H₂O+CO₂=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
故答案為：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O；2AlO₂^-+3H₂O+CO₂=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（3）第④步發(fā)生反應(yīng)為3NO₃^-+8Al+5OH^-+2H₂O$\stackrel{△}{→}$3NH₃+8AlO₂^-，每當(dāng)生成3mol氨氣，轉(zhuǎn)移24mol電子，每產(chǎn)生5.6L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體NH₃即0.25mol，轉(zhuǎn)移電子為2mol，
故答案為：2mol．

點評 本題考查了物質(zhì)的推斷，明確物質(zhì)的性質(zhì)及特殊反應(yīng)現(xiàn)象是解本題關(guān)鍵，根據(jù)物質(zhì)的溶解性、物質(zhì)的性質(zhì)及題給信息來分析解答，題目難度中等．