Question

（1）将一定量的Fe粉、Cu粉、FeCl₃溶液、CuCl₂溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)，判断下列情况下容器中金属离子与金属单质的存在情况：（用符号表示）
①若Fe粉有剩余，则容器中不可能有____________；
②若FeCl₃有剩余，则容器中不可能有___________；
③若CuCl₂有剩余，则容器中还可能有____________。
（2）有一瓶无色澄清溶液,可能含NH₄^＋、K^＋、Na ^＋、Mg^2＋、Ba^2＋、 Al^3＋、 Fe^3＋、SO₄^2－、CO₃^2－、Cl^－、I^－中的一种或几种，取该溶液进行如下实验：
①用pH试纸检验，表明溶液呈酸性；
②取部分溶液，加入少量CCl₄及数滴新制的氯水，经振荡后静置，CCl₄层呈紫红色；
③取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐转变为碱性，在滴加过程中及滴加完毕后，溶液中均无沉淀生成；
④取部分上述呈碱性的溶液，加Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成；
⑤将③得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
根据上述实验事实确定并回答：在溶液中肯定存在的离子有　　　               ，肯定不存在的离子有　     　           ，要确定是否存在的阴离子的实验方法是____________               。

Answer 1

（1）①Fe³⁺和Cu²⁺ ②Fe和Cu ③Fe²⁺、Fe³⁺ （或Cu Fe²⁺）
（2）I^－、NH₄^＋、Ba^2＋； SO₄^2－、CO₃^2－、Mg^2＋、Al^3＋ 、Fe^3＋； 取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸，再滴加硝酸银溶液，如果有白色沉淀出现，说明含有该阴离子，否则不含有该阴离子。

试题分析：（1）①由于Fe会发生反应：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；Cu²⁺+Fe=Fe²⁺ +Cu。因此若Fe粉有剩余，则容器中不可能有Fe³⁺和Cu²⁺。②由于FeCl₃会发生反应：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺ +Cu²⁺．因此若FeCl₃有剩余，则容器中不可能有Fe和Cu。③由于CuCl₂会发生反应：Cu²⁺+Fe=Fe²⁺ +Cu若CuCl₂有剩余，则容器中不可能有Fe；还可能有Fe²⁺、Fe³⁺（或Cu Fe²⁺）。（2）①用pH试纸检验，表明溶液呈酸性，说明含有大量的H⁺。由于H⁺会发生反应：CO₃^2－+2H⁺=CO₂↑+H₂O，所以没有CO₃^2－；②取部分溶液，加入少量CCl₄及数滴新制的氯水，经振荡后静置，CCl₄层呈紫红色；说明发生反应：Cl₂＋2I^－=2Cl^－＋I₂。原溶液中含有I^－。由于I^－会发生反应：2Fe^3＋+2I^－=2 Fe²⁺＋I₂，故溶液中不含有Fe^3＋。③取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐转变为碱性，在滴加过程中及滴加完毕后，溶液中均无沉淀生成；证明不含有Mg^2＋、Al^3＋。因为若含有它们，则会发生反应：Al^3＋＋3OH^-＝Al(OH)₃↓；Mg^2＋＋2OH^-＝Mg(OH)₂↓．④取部分上述呈碱性的溶液，加Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，证明含有Ba^2＋，不含SO₄^2－。发生的反应为：Ba^2＋+ CO₃^2-=BaCO₃↓。而Ba^2＋与SO₄^2－因为发生离子反应：SO₄^2-＋Ba²⁺=BaSO₄↓而不能大量共存。⑤将③得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。放出的气体为氨气，则原溶液中含有NH₄^＋。反应的方程式为：NH₄⁺+ OH^－NH₃↑+H₂O。综上所述，在溶液中肯定存在的离子有I^－、NH₄^＋、Ba^2＋；肯定不存在的离子有SO₄^2－、CO₃^2－、Mg^2＋、Al^3＋ 、Fe^3＋；根据溶液呈电中性原理，则溶液中还应该含有阴离子．要确定是否存在的阴离子的实验方法是取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸，再滴加硝酸银溶液，如果有白色沉淀出现，说明含有该阴离子，否则不含有该阴离子。