Question

有一無色透明溶液，欲確定是否含有下列離子：Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Ba²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、I^-、HCO₃^-，取該溶液實驗如下：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
①取少量該溶液，加幾滴甲基橙	溶液變紅色
②取少量該溶液，濃縮，加Cu片和濃H2SO4，加熱	有無色氣體產(chǎn)生，后在空氣中又變成紅棕色
③取少量該溶液，加BaCl2溶液	有白色沉淀生成
④取③中上層清液，加AgNO3溶液	有白色沉淀生成，且不溶于HNO3
⑤取少量該溶液，加NaOH溶液	有白色沉淀生成，當NaOH過量時沉淀部分溶解

（1）溶液中肯定存在的離子是

 

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（2）溶液中肯定不存在的離子是

 

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（3）為進一步確定其他離子，應(yīng)該補充的實驗是

 

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Answer 1

分析：無色溶液中，有色離子不存在，氫氧化鋁是兩性氧化物，能溶于強堿中，白色且不溶于硝酸的白色沉淀是氯化銀或者是硫酸鋇，在酸性環(huán)境下，能和氫離子反應(yīng)的離子不共存，根據(jù)離子反應(yīng)的現(xiàn)象以及離子共存的知識加以分析．因是一無色透明溶液，則不含有Fe²⁺，
①取少量該溶液，加幾滴甲基橙，溶液顯紅色，說明溶液顯示酸性，所以HCO₃^-不存在；
②取少量該溶液加熱濃縮，加Cu片和濃硫酸，加熱有無色氣體產(chǎn)生，氣體（NO）遇空氣可以變成紅棕色（二氧化氮），說明溶液中含有NO₃^-，則一定不含有I^-；
③取少量該溶液，加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，則含有SO₄^2-；
④由于③中加入了氯化鋇，無法確定原溶液中是否存在氯離子；
⑤取少量該溶液，加入NaOH溶液有白色沉淀生成，當NaOH過量時，沉淀部分溶解，則含有鋁離子、鎂離子．

解答：解：因是一無色透明溶液，則不含有Fe²⁺，
①由于加幾滴甲基橙，溶液顯紅色，證明溶液顯酸性，故溶液中一定沒有HCO₃^-；
②由于取少量該溶液加熱濃縮，加Cu片和濃硫酸，產(chǎn)生了無色氣體，且氣體（NO）遇空氣可以變成紅棕色（二氧化氮），說明原溶液中一定含有NO₃^-，故一定不會存在具有具有還原性的I^-；
③取少量該溶液，加BaCl₂溶液后，有白色沉淀生成，則原溶液中一定含有SO₄^2-，故一定沒有鋇離子；
④由于③的上層清夜中，加AgNO₃，有穩(wěn)定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，則含有Cl^-，但是③中加入了氯化鋇，無法證明原溶液中是否存在Cl^-；
⑤由于原溶液中，加入NaOH溶液有白色沉淀生成，當NaOH過量時，沉淀部分溶解，則含有Al³⁺、Mg²⁺；
（1）根據(jù)以上分析可知，溶液中一定存在的離子有：NO₃^-、SO₄^2- Mg²⁺、Al³⁺，故答案為：NO₃^-、SO₄^2-、Mg²⁺、Al³⁺；
（2）溶液中肯定不存在的離子是I^-、Ba²⁺、Fe²⁺、HCO₃^-，故答案為：I^-、Ba²⁺、Fe²⁺、HCO₃^-；
（3）不能確定的是：Na⁺、Cl^-，需要進一步檢驗Na⁺、Cl^-，鈉離子采用焰色反應(yīng)檢驗，火焰呈現(xiàn)黃色； 氯離子檢驗方法是：取少量原溶液，加入Ba（NO₃）₂溶液后，取上層清液加入AgNO₃溶液和稀HNO₃，若有沉淀生成，證明存在氯離子，否則不存在，
故答案為：焰色反應(yīng)，取少量原溶液，加入Ba（NO₃）₂溶液后，取上層清液加入AgNO₃溶液和稀HNO₃．

點評：本題考查離子的共存問題，關(guān)鍵是明確題中信息的挖掘和應(yīng)用，并能夠熟悉離子不能共存的常見的原因，本題難度中等．