Question

4．有一白色固体混合物，可能含有K⁺、Ba²⁺、Ag⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、Na⁺、SO₄^2-、SO₃^2-、CO₃^2-、AlO₂^- 等10种离子中的几种．为了鉴定其中的离子，现进行如下实验，根据实验现象，填写下列空格：
（1）取该粉末，加水后得到无色溶液，且未嗅到气味；用pH试纸测得溶液的pH为12．据此可以排除的离子有Ag⁺、Mg²⁺、NH₄⁺，排除的依据是由于溶液呈碱性，故可排除Ag、Mg²⁺，又未嗅到刺激性气味，故无NH₄⁺．
（2）向溶液中滴加盐酸溶液，开始有沉淀生成，继续滴加，沉淀消失，同时有无色无味气体逸出．可以判断肯定存在的离子有AlO₂^-、CO₃^2-，判断依据是因为加酸有沉淀，继续加酸沉淀溶解，故含有AlO₂^-，同时有无色无味气体逸出，故含有CO₃^2-；可以排除的离子有Ba²⁺、SO₃^2-，排除的依据是因为存在CO₃^2-，故不存在Ba²⁺，酸化后逸出气体没有刺激性气味，故不含SO₃^2-．
（3）不能确定的离子有K⁺、Na⁺、SO₄^2-，检验的方法是检验K⁺和Na⁺用焰色反应，要检验SO₄^2-，可在酸性溶液中滴加BaCl₂溶液，是否有白色沉淀生成．

Answer 1

分析 （1）取该粉末，加水后得到无色溶液，且未嗅到气味；用pH试纸测得溶液的pH为12，溶液呈碱性，溶液中一定不存在Ag⁺、Mg²⁺、NH₄⁺；
（2）向溶液中滴加盐酸溶液，开始有沉淀生成，继续滴加，沉淀消失，说明含有AlO₂^-，同时有无色无味气体逸出，结合阴离子分析只有碳酸根离子符合，依据离子共存判断一定不含有Ba²⁺、SO₃^2-；碳酸根离子和钡离子结合生成白色沉淀，亚硫酸根离子和盐酸反应生成无色有刺激性气味的气体二氧化硫；
（3）依据分析可知阳离子K⁺、Na⁺，不能确定，利用焰色反应进行验证．

解答 解：（1）取该粉末，加水后得到无色溶液，且未嗅到气味；用pH试纸测得溶液的pH为12，溶液呈碱性，溶液中一定不存在Ag⁺、Mg²⁺、NH₄⁺，
故答案为：Ag⁺、Mg²⁺、NH₄⁺；由于溶液呈碱性，故可排除Ag、Mg²⁺，又未嗅到刺激性气味，故无NH₄⁺；
（2）向溶液中滴加盐酸溶液，开始有沉淀生成，继续滴加，沉淀消失，说明含有AlO₂^-，同时有无色无味气体逸出，结合阴离子分析只有碳酸根离子符合，依据离子共存判断一定不含有Ba²⁺、SO₃^2-；碳酸根离子和钡离子结合生成白色沉淀，亚硫酸根离子和盐酸反应生成无色有刺激性气味的气体二氧化硫，
故答案为：AlO₂^-、CO₃^2-；因为加酸有沉淀，继续加酸沉淀溶解，故含有AlO₂^-，同时有无色无味气体逸出，故含有CO₃^2-； Ba²⁺、SO₃^2-；因为存在CO₃^2-，故不存在Ba²⁺，酸化后逸出气体没有刺激性气味，故不含SO₃^2-；
（3）依据分析可知K⁺、Na⁺、SO₄^2-不能确定，利用焰色反应进行验证，利用焰色反应，用洁净的铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧出现黄色火焰，说明一定含有钠离子，隔着钴玻璃观察出现紫色火焰证明含有钾离子，无紫色证明无钾离子；用盐酸酸化的氯化钡溶液检验硫酸根离子，
故答案为：K⁺、Na⁺、SO₄^2-；检验K⁺和Na⁺用焰色反应，要检验SO₄^2-，可在酸性溶液中滴加BaCl₂溶液，是否有白色沉淀生成．

点评 本题考查了离子检验的检验方法、离子共存的应用，题目难度中等，明确离子性质及检验方法是解题关键，注意检验离子存在时，必须排除干扰离子，确保检验方案的严密性．