Question

12．已知某待测液由Ag⁺、Fe²⁺、Al³⁺、K⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、NO₃^-、SO₄^2-中的若干种离子组成，进行如下实验：[已知：含Al³⁺溶液中加氢氧化钠溶液先生成Al（OH）₃沉淀，加氢氧化钠溶液过量沉淀会溶解，反应方程式：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O]
第一步：加入过量的稀盐酸，无沉淀生成．
第二步：继续加入过量的稀硫酸，有白色沉淀生成．
第三步：过滤，取少量滤液，滴入NaOH溶液至溶
液呈碱性，在此过程中溶液沉淀量的变化如图所示，加热该溶液，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体．根据以上实验现象回答下列问题：
（1）该待测液中一定含有Fe²⁺、Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、NO₃^-  离子，一定没有SO₄^2-、Ag⁺离子
（2）某同学采用测pH的方法来判断滴入NaOH溶液后是否使溶液呈碱性，该实验操作是取一片pH试纸置于表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液，点在pH试纸的中部，与标准比色卡对照，判断溶液是否呈碱性．
（3）第三步中产生使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体的离子方程式为NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，该步骤中预期会出现另外一个特殊的实验现象，该现象对应的化学方程式为4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 加入过量的稀盐酸，无沉淀生成，说明溶液中一定不存在Ag⁺；
继续加入过量的稀硫酸，有白色沉淀生成，白色沉淀为硫酸钡，原溶液中一定存在Ba²⁺，则一定不存在SO₄^2-，根据溶液电中性可知，一定存在NO₃^-；
根据图象可知，加入氢氧化钠溶液后沉淀逐渐增加，然后不变，最后部分溶解，所以一定存在Fe²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，加热溶液产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，该气体为氨气，说明溶液中一定存在铵根离子；无法确定溶液中是否存在钾离子，根据以上分析进行解答．

解答 解：（1）加入过量的稀盐酸无沉淀生成，说明溶液中一定不存在与Cl^-反应的Ag⁺；继续加入过量的稀硫酸，有白色沉淀生成，白色沉淀为BaSO₄，原溶液中一定存在Ba²⁺，则一定不存在与Ba²⁺反应的SO₄^2-，根据溶液电中性可知，一定存在唯一的阴离子NO₃^-；根据图象可知，加入NaOH溶液后沉淀逐渐增加，然后沉淀的量不变，最后有部分溶解，所以原溶液中一定存在Fe²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，加热溶液产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，该气体为氨气，说明溶液中一定存在NH₄⁺，
根据以上分析可知，溶液中一定存在的离子为：Fe²⁺、Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、NO₃^-；一定不存在的离子为：SO₄^2-、Ag⁺，不能确定K⁺是否存在，
故答案为：Fe²⁺、Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、NO₃^-；SO₄^2-、Ag⁺；
（2）所以pH试纸检测定溶液pH的方法为：取一片pH试纸置于表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液，点在pH试纸的中部，与标准比色卡对照，判断溶液是否呈碱性，
故答案为：取一片pH试纸置于表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液，点在pH试纸的中部，与标准比色卡对照，判断溶液是否呈碱性；
（3）使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体为氨气，该反应的离子方程式为：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
溶液中含有亚铁离子，亚铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁在加热过程中被氧化成氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案为：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

点评 本题考查了常见离子的检验方法，题目难度中等，要求学生熟练掌握常见离子的检验方法，注意掌握某些离子的特殊性质，如能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为为氨气；本题中硝酸根离子的判断为易错点，注意溶液电中性的应用．