题目内容
【题目】在废水处理、粗盐提纯等过程中通常会涉及离子检验、除杂等过程。
（1）某工厂废水只含Na+、K+、Cu2+、Ba2+、Mg2+、OH-、CO32-中的若干种。实验小组对废水进行了检测：
步骤1：对废水进行观察,废水为无色澄清液体。
步骤2：取少量废水，向水样中加入过量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，静置。
步骤3：取少量步骤2所得上层清液，向其中滴加酚酞，溶液变红。
①由步骤1可得的结论是____。
②步骤2中所发生反应的离子方程式为___。
③实验中不能确定是否存在的离子是____。
④请设计实验方案对溶液中还未能确定的离子进行检测，方法是：___。
（2）某粗盐溶液经检测其中含有的杂质离子是Ca2+、Mg2+、Br-、SO42-。实验小组经过下列实验过程最终获得NaCl晶体：
步骤1：向溶液中加入试剂除去Ca2+、Mg2+和SO42-，过滤，向滤液中加入盐酸至无气泡产生。
步骤2：向步骤1所得溶液中通入适量的气体X,充分反应后加入CCl4，振荡后分液。
步骤3：将步骤2所得水层蒸发结晶。
①按使用顺序写出步骤1所用试剂的化学式：_____。
②步骤2中发生反应的离子方程式为_____。
【答案】废水中不存在Cu2+ CO32-+Ba2+
BaCO3↓ Na+、K+ 用洁净的铂丝(或铁丝)蘸取废水，在无色火焰上灼烧，若火焰为黄色，则含有Na+，再透过蓝色的钴玻璃继续观察，若火焰为紫色，则含有K+ NaOH、BaCl2、Na2CO3(或BaCl2、Na2CO3、NaOH或BaCl2、NaOH、Na2CO3) Cl2+2Br-Br2+2Cl-
【解析】
（1）根据离子共存的原则进行分析；
（2）根据镁离子会与氢氧根离子和碳酸根离子生成沉淀，钙离子会与碳酸根离子生成沉淀，硫酸根离子会与钡离子生成沉淀，加入盐酸可以除去过量的碳酸钠和氢氧化钠等进行分析。
（1）废水中Mg2+与CO32-、OH-不能共存，Ba2+与CO32-不能大量共存；由步骤1可知废水为无色澄清液体，则废水中一定不含有Cu2+，由步骤2可知，加入过量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则沉淀为碳酸钡沉淀，则废水中一定含有CO32-，一定不含有Ba2+和Mg2+，由步骤3可知，滴加酚酞，溶液变红，说明废水显碱性，则废水中一定含有OH-，废水中不能确定是否含有Na+和K+。
①由分析可知步骤1可得的结论是废水中不存在Cu2+，故答案为：废水中不存在Cu2+。
②由分析可知步骤2中Ba2+与CO32-反应生成碳酸钡沉淀，反应的离子方程式为CO32-+Ba2+=BaCO3↓，故答案为：CO32-+Ba2+=BaCO3↓。
③由分析可知实验中不能确定是否存在的离子是Na+、K+，故答案为：Na+、K+。
④溶液中还未能确定的离子为Na+、K+，检验Na+、K+，通常使用焰色反应，方法是：用洁净的铂丝(或铁丝)蘸取废水，在无色火焰上灼烧，若火焰为黄色，则含有Na+，再透过蓝色的钴玻璃继续观察，若火焰为紫色，则含有K+，故答案为：用洁净的铂丝(或铁丝)蘸取废水，在无色火焰上灼烧，若火焰为黄色，则含有Na+，再透过蓝色的钴玻璃继续观察，若火焰为紫色，则含有K+。
（2）要先用BaCl2除SO42-离子，然后再用Na2CO3除Ca2+，Na2CO3还可以除去过量的Ba2+，所以Na2CO3一定加在BaCl2的后面，如果加反了，过量的Ba2+就没法除去，至于加NaOH除去Mg2+顺序不受限制，因为过量的NaOH加HCl就可以调节了，只要将三种离子除完了，过滤就行了，最后加盐酸除去过量的氢氧根离子碳酸根离子，将滤液蒸发结晶得到氯化钠晶体。
①由分析可知，步骤1中按使用顺序所用试剂的化学式为NaOH、BaCl2、Na2CO3(或BaCl2、Na2CO3、NaOH或BaCl2、NaOH、Na2CO3)，故答案为：NaOH、BaCl2、Na2CO3(或BaCl2、Na2CO3、NaOH或BaCl2、NaOH、Na2CO3)。
②粗盐溶液中含有Br-，可以通入适量的氯气，氯气与Br-发生氧化还原反应生成Br2，反应的离子方程式为：Cl2+2Br-=Br2+2Cl-，反应后加入CCl4，振荡后分液，故答案为：Cl2+2Br-=Br2+2Cl-。
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