Question

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0.1mol/L（此数值忽略水的电离及离子的水解）．

Answer 1

解题思路：Ⅰ．取该无色溶液5mL，说明一定不含有Cu²⁺，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加，说明增加的是NH₄⁺，所以原溶液中一定不含NH₄⁺，可能含有Mg²⁺、Al³⁺，不含NH₄⁺，CO₃^2-；

Ⅱ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K⁺；

Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，说明有还原性离子 I^-与NO₃^-和H⁺反应生成NO，即溶液中有I^-、NO₃^-；，判断一定不含有Ag⁺；

Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明有SO₄^2-，根据以上判断分析．

Ⅰ．取该无色溶液5mL，说明一定不含有Cu²⁺，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加，说明增加的是NH₄⁺，所以原溶液中一定不含NH₄⁺，可能含有Mg²⁺、Al³⁺，不含NH₄⁺，CO₃^2-；

Ⅱ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），说明没有K⁺；

Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，说明有还原性离子 I^-与NO₃^-和H⁺反应生成NO，即溶液中有I^-、NO₃^-；，判断一定不含有Ag⁺；

Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明有SO₄^2-；

（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是K⁺、NH₄⁺、Cu²⁺；

故答案为：K⁺、NH₄⁺、Cu²⁺；

（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体，是I^-与NO₃^-和H⁺反应生成NO，其离子方程式：6I^-+2NO₃^-+8H⁺═3I₂+2NO↑+4H₂O；

故答案为：6I^-+2NO₃^-+8H⁺═3I₂+2NO↑+4H₂O；

（3）由上述分析可知一定含有的阴离子I^-、NO₃^-，SO₄^2-，且各为0.1mol/L，依据电荷守恒可知，推断出的阳离子含有Mg²⁺、Al³⁺，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种-1价的阴离子为Cl^-，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是：Mg²⁺、Al³⁺；阴离子是：Cl^-、I^-、NO₃^-、SO₄^2-，溶液中镁离子和铝离子水解溶液呈酸性，反应的离子方程式为：Mg²⁺+2H₂O⇌Mg（OH）₂+2H⁺、Al³⁺+3H₂O⇌Al（OH）₃+3H⁺；

故答案为：Mg²⁺、Al³⁺；Cl^-、I^-、NO₃^-、SO₄^2-；酸；Mg²⁺+2H₂O⇌Mg（OH）₂+2H⁺、Al³⁺+3H₂O⇌Al（OH）₃+3H⁺；

（4）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，Mg²⁺、Al³⁺反应生成Mg（OH）₂，NaAlO₂，涉及的离子方程式为Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，根据元素守恒：n（MgO）=n（Mg²⁺）=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol；n（MgO）=0.01mol×40g/mol=0.4g；

故答案为：Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；0.4；

点评：

本题考点： 常见阳离子的检验；常见阴离子的检验．

考点点评： 本题考查物质的检验、鉴别以及方程式的有关计算，题目难度中等，解答本题的关键是把握有关反应的化学方程式的书写．