Question

有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、NO₃^-、I^-，取該溶液進行以下實驗：
①用pH試紙測得該溶液呈酸性；
②取部分溶液，加入數滴新制的氯水及少量CCl₄，經振蕩、靜置后，CCl₄層呈紫紅色；
③另取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液從酸性逐漸變為堿性，在整個滴加過程中無沉淀生成；
④取部分上述堿性溶液，加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，
⑤將③得到的堿性溶液加熱，有氣體放出，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍．
根據上述實驗事實確定：
（1）寫出②所發生反應的離子方程式

 

；
（2）該溶液中肯定存在的離子是

 

；
（3）該溶液中肯定不存在的離子是

 

．

Answer 1

分析：根據澄清溶液可知，原溶液沒有相互反應的離子；
根據實驗①：用pH試紙測得該溶液呈酸性，排除與該離子反應的離子；
根據實驗②現象判斷存在的離子，排除與該離子反應的離子；
根據實驗③現象，結合Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺能與堿反應產生沉淀來判斷存在的離子；
根據實驗④現象，結合Ba²⁺能與碳酸鈉反應產生沉淀來判斷存在的離子；
根據實驗⑤現象，能和氫氧根離子反應產生使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氨氣的離子是銨根離子．

解答：解：根據實驗①現象：溶液呈強酸性，說明溶液中肯定含有H⁺，而H⁺與CO₃^2-發生反應而不能共存，說明溶液中肯定不含有CO₃^2-；
根據實驗②現象：CCl₄層呈紫紅色，說明有I₂，這是由于I^-被氯氣氧化所產生的，從而說明溶液中含有I^-，而I^-與Fe³⁺、NO₃^-_和H^+-發生反應而不能共存，說明溶液中肯定不含有Fe³⁺、NO₃^-；
根據實驗③現象：溶液從酸性逐漸變為堿性，在滴加過程中和滴加完畢后，溶液均無沉淀產生，而Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺能與堿反應產生沉淀，說明溶液中肯定不含有Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺；
根據實驗④現象：取出部分上述堿性溶液加Na₂CO₃溶液后，有白色沉淀生成，說明溶液中肯定含有Ba²⁺，而Ba²⁺能與SO₄^2-產生沉淀，說明溶液中不含SO₄^2-；
根據實驗⑤現象：產生的氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則該氣體為氨氣，說明溶液中肯定含NH₄⁺；
綜上所述，在提供的離子中肯定含有的離子為：I^-、NH₄⁺、Ba²⁺，肯定不含有的離子為：NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-、Mg²⁺、Al³⁺，還不能確定的離子為：Cl^-，
（1）②中I^-被氯氣氧化，所發生反應的離子方程式為：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，故答案為：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-；
（2）在提供的離子中肯定含有的離子為：I^-、NH₄⁺、Ba²⁺，故答案為：NH₄⁺、Ba²⁺、I^-；
（3）該溶液中肯定不存在的離子是：Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、NO₃^-，
故答案為：Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、NO₃^-．

點評：本題主要考查了根據實驗現象判斷離子共存，要掌握根據實驗現象判斷存在的離子，排除與該離子反應的離子．