Question

8．有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、HCO₃^-、SO₃^2-、Cu²⁺，取该溶液实验如下：
①取少量该溶液，加几滴石蕊试液，溶液变红色
②取少量该溶液，适当浓缩，加Cu片和浓H₂SO₄，加热，有无色气体产生，后在空气中又变成红棕色
③取少量该溶液，加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成
④取③中上层清液，加AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，且不溶于HNO₃
⑤取少量该溶液，加NaOH溶液，有白色沉淀生成，当NaOH过量时沉淀部分溶解
根据上述实验现象判断：
（1）溶液中肯定存在的离子是Mg²⁺、Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-．
（2）溶液中肯定不存在的离子是Fe²⁺、HCO₃^-、SO₃^2-、Cu²⁺．
（3）不能确定的离子是Na⁺、Cl^-，为进一步确定可能存在的离子，应该补充的实验是①用焰色反应来判断Na⁺、②再另取少量该溶液，往其中滴加足量的Ba（NO₃）₂溶液后，取上层澄清液少许，往其中滴加含HNO₃的AgNO₃溶液，看是否有白色沉淀生成，来判断是否含Cl^-．

Answer 1

分析 依据溶液无色，可排除有色的Fe²⁺、Cu²⁺；①加几滴石蕊试液，溶液变红色，数目溶液呈酸性，则一定不存在CO₃^-；
②Cu片和浓H₂SO₄，加热，有无色气体产生，后在空气中又变成红棕色，该气体为二氧化氮，则一定存在NO₃^-；
③加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，白色沉淀为硫酸钡，则一定含有SO₄^2-或SO₃^2-；
④取③中上层清液，加AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，且不溶于HNO₃，不能确定是否含Cl^-；
⑤加NaOH溶液，有白色沉淀生成，当NaOH过量时沉淀部分溶解，确定含有Mg²⁺、Al³⁺，则一定不存在HCO₃^-、SO₃^2-，据此进行解答．

解答 解：因为是无色透明溶液，Fe²⁺是浅绿色、Cu²⁺是蓝色，故原溶液中一定不存在Fe²⁺、Cu²⁺；
①取少量该溶液，加几滴石蕊试液，溶液变红色，说明溶液显酸性，故一定不含HCO₃^-；
②取少量该溶液，浓缩，加Cu片和浓H₂SO₄，加热，有无色气体产生，后在空气中又变成红棕色，无色气体是NO，红色气体为NO₂，故溶液中存在NO₃^-；
③取少量该溶液，加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，故溶液中含有SO₄^2-或SO₃^2-；
④取③中上层清液，加AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，且不溶于HNO₃不能确定是否含有Cl^-，因为③中引入了氯离子；
⑤取少量该溶液，加NaOH溶液，有白色沉淀生成，当NaOH过量时沉淀部分溶解，镁离子与铝离子都生成沉淀，沉淀部分溶解，即氢氧化铝溶解，氢氧化镁不溶，故一定含有 Mg²⁺、Al³⁺，根据离子共存则一定不存在HCO₃^-、SO₃^2-，结合③可知一定存在SO₄^2-，
（1）依据以上分析，溶液中一定存在的离子是：Mg²⁺、Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-，
故答案为：Mg²⁺、Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-；
（2）依据以上分析，溶液中一定不存在的离子是：Fe²⁺、HCO₃^-、SO₃^2-、Cu²⁺，
故答案为：Fe²⁺、HCO₃^-、SO₃^2-、Cu²⁺；
（3）不能确定是否存在的离子是Na⁺、Cl^-，为进一步确定可能存在的离子，应该补充的实验是：①用焰色反应来判断Na⁺、②再另取少量该溶液，往其中滴加足量的Ba（NO₃）₂溶液后，取上层澄清液少许，往其中滴加含HNO₃的AgNO₃溶液，看是否有白色沉淀生成，来判断是否含Cl^-，
故答案为：Na⁺、Cl^-；①用焰色反应来判断Na⁺、②再另取少量该溶液，往其中滴加足量的Ba（NO₃）₂溶液后，取上层澄清液少许，往其中滴加含HNO₃的AgNO₃溶液，看是否有白色沉淀生成，来判断是否含Cl^-．

点评 本题考查常见离子的检验，题目难度中等，熟练掌握常见离子的性质及检验方法为解答关键，注意明确检验离子是否存在是，必须排除干扰离子，如③中引入了氯离子，则④中无法判断原溶液中是否含有氯离子．