Question

16．某无色透明溶液可能含有下列离子：K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、HCO₃^-、Cl^-，取该溶液进行如下实验：
①用蓝色石蕊试纸检测该溶液，试纸显红色；
②取原溶液少许，加入铜片和稀硫酸共热，产生无色气体，该气体遇空气立即变为红棕色；
③取原溶液少许，加入氨水有白色沉淀生成，继续加入过量氨水，沉淀不消失；
④取原溶液少许，滴入氯化钡溶液产生白色沉淀；
⑤取实验④后的澄清溶液，滴入硝酸银溶液产生白色沉淀，再加入过量的稀硝酸，沉淀不消失．
请回答下列问题：
（1）根据上述实验判断原溶液中肯定存在的离子是Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-，肯定不存在的离子是Fe³⁺、Ba²⁺、HCO₃^-．
（2）写出与②④两个实验有关的离子方程式：
②3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
④Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓．
（3）若要检验某未知溶液中是否含有SO₄^2-离子，检验方法是取待测液，先加盐酸酸化，取上层清液，滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，说明原溶液含有SO₄^2-．

Answer 1

分析 无色透明溶液，则一定不含Fe³⁺，
①用蓝色石蕊试纸检测该溶液，试纸显红色，说明溶液呈酸性，则一定不存在HCO₃^-；
②取溶液少许，加入铜片和稀硫酸共热，产生无色气体，该气体遇空气立即变为红棕色，该气体为NO，说明溶液中存在NO₃^-；
③取溶液少许，加入氨水有白色沉淀生成，继续加入过量氨水，沉淀不消失，说明含有Al³⁺离子，；
④取溶液少许，滴入氯化钡溶液产生白色沉淀，该沉淀为硫酸钡沉淀，说明含有SO₄^2-，则一定不含有Ba²⁺；
⑤取实验 ④后的澄清溶液，滴入硝酸银溶液产生白色沉淀，再加入过量的稀硝酸，沉淀不消失，不能证明是否含有Cl^-离子，因④中加入氯化钡，以此来解答．

解答 解：无色透明溶液，则一定不含Fe³⁺，
①用蓝色石蕊试纸检测该溶液，试纸显红色，说明溶液呈酸性，则一定不存在HCO₃^-；
②取溶液少许，加入铜片和稀硫酸共热，产生无色气体，该气体遇空气立即变为红棕色，该气体为NO，说明溶液中存在NO₃^-；
③取溶液少许，加入氨水有白色沉淀生成，继续加入过量氨水，沉淀不消失，说明含有Al³⁺离子，；
④取溶液少许，滴入氯化钡溶液产生白色沉淀，该沉淀为硫酸钡沉淀，说明含有SO₄^2-，则一定不含有Ba²⁺；
⑤取实验 ④后的澄清溶液，滴入硝酸银溶液产生白色沉淀，再加入过量的稀硝酸，沉淀不消失，不能证明是否含有Cl^-离子，因④中加入氯化钡，
（1）综上所述，一定含Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-，一定不存在Fe³⁺、Ba²⁺、HCO₃^-，故答案为：Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-；Fe³⁺、Ba²⁺、HCO₃^-；
（2）②反应为金属铜在酸性条件下与硝酸根离子发生氧化还原反应生成铜离子和一氧化氮气体，反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
④硫酸根离子加入氯化钡生成硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
（3）检验某未知溶液中是否含有SO₄^2-，应先加盐酸酸化，若有沉淀，则过滤，排除其它离子的干扰，再加氯化钡，生成白色沉淀可检验，
故答案为：取待测液，先加盐酸酸化，取上层清液，滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，说明原溶液含有SO₄^2-．

点评 本题考查离子的推断，为高频考点，把握离子的颜色、离子之间的反应为解答的关键，侧重分析、推断能力的综合考查，题目难度不大．