Question

2．某无色透明溶液可能含有下列离子：K⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、AlO₂^-、NO₃^━、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、Br^-、I^-、Cl^-．取该溶液按如下步骤进行实验．
（1）请你根据下表Ⅰ栏中的实验结果，回答Ⅱ栏中有关问题：

Ⅰ实验结果	Ⅱ回答问题
①取原溶液少许，滴加足量氯水，产生沉淀；过滤，滤液加CCl4，振荡后，CCl4层未变色．	①该步实验说明溶液中不存在Br-离子I-．
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．	②该步实验发生反应的离子方程式为 8H++2NO3-（稀）+3Cu=3Cu2++2NO↑+4H2O．
③取原溶液少许，加盐酸酸化后，加入氨水有白色沉淀生成，继续加入过量氨水，沉淀不消失．	③产生白色沉淀的离子方程式为Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+．
④取原溶液少许，滴加2滴酸性高锰酸钾溶液，紫色立即褪去．	④该步实验说明溶液中存在SO32-离子．
⑤取原溶液少许，加足量Ba（NO3）2溶液产生白色沉淀，过滤；往洗涤后的沉淀中加入足量盐酸，沉淀部分溶解，有无色气体产生．	⑤未溶解的白色沉淀是BaSO4；将气体通入品红溶液的现象是品红溶液褪色．
⑥取步骤⑤所得滤液，加HNO3酸化后，再加AgNO3溶液，溶液中析出白色沉淀．	⑥该步骤是否有意义有（填“有”或“无”）．

（2）综上，该溶液的pH＞（填“＞”、“＜”或“=”）7；该溶液中一定存在的阳离子是K⁺，不能确定是否存在的离子是CO₃^2-；现欲取原溶液检验其是否存在，是否要使用试剂，若不要使用试剂，其实验方法是-；若要使用试剂，选用的试剂是（按使用的先后顺序依次写出）盐酸、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液、澄清石灰水．

Answer 1

分析 无色溶液中一定不存在有色的离子：Fe³⁺、Cu²⁺，
（1）①取原溶液少许，滴加足量氯水，产生沉淀；过滤，滤液加CCl₄，振荡后，CCl₄层未变色，则一定不存在溴离子和碘离子；
②生成的气体为NO，则原溶液中一定含有硝酸根离子，相当于铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮气体和水，据此写出反应的离子方程式；
③取原溶液少许，加盐酸酸化后，加入氨水有白色沉淀生成，继续加入过量氨水，沉淀不消失，该白色沉淀为氢氧化铝，说明原溶液中含有偏铝酸根离子；
④取原溶液少许，滴加2滴酸性高锰酸钾溶液，紫色立即褪去，说明原溶液中含有还原性离子，只能为亚硫酸根离子；
⑤取原溶液少许，加足量Ba（NO₃）₂溶液产生白色沉淀，过滤；往洗涤后的沉淀中加入足量盐酸，沉淀部分溶解，有无色气体产生，无色气体为二氧化硫，还可能含有二氧化碳，生成的沉淀为亚硫酸钡和硫酸钡的混合物，则原溶液中一定含有硫酸根离子；二氧化硫具有漂白性，能够使品红溶液褪色；
⑥该步实验是为了检验氯离子，以上操作中无法证明是否含有氯离子，所以该步存在有意义；
（2）根据以上分析判断一定不存在的离子，然后判断溶液酸碱性；根据碳酸根离子的检验方法解答．

解答 解：溶液无色，则一定不存在有色的离子：Fe³⁺、Cu²⁺，
（1）①取原溶液少许，滴加足量氯水，产生沉淀；过滤，滤液加CCl₄，振荡后，CCl₄层未变色，由于碘单质、溴单质的四氯化碳溶液为有色的，所以原溶液中一定不存在的离子为：Br^-；I^-，
故答案为：Br^-；I^-；
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，则无色气体为NO，发生反应为：8H⁺+2NO₃^-（稀）+3Cu=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，说明溶液中一定含有NO₃^-，
故答案为：8H⁺+2NO₃^-（稀）+3Cu=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
③取原溶液少许，加盐酸酸化后，加入氨水有白色沉淀生成，继续加入过量氨水，沉淀不消失，该沉淀为氢氧化铝，反应的离子方程式为：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
④取原溶液少许，滴加2滴酸性高锰酸钾溶液，紫色立即褪去，证明原溶液中一定含有还原性离子SO₃^2-，则一定不存在钡离子，
故答案为：SO₃^2-； 
⑤取原溶液少许，加足量Ba（NO₃）₂溶液产生白色沉淀，过滤；往洗涤后的沉淀中加入足量盐酸，沉淀部分溶解，有无色气体产生，无色气体中一定含有二氧化硫，二氧化硫能够使品红溶液褪色；溶解的沉淀为亚硫酸钡，不溶的沉淀为BaSO₄，则原溶液中一定含有SO₄^2-，
故答案为：BaSO₄；品红溶液褪色；
⑥根据以上分析可知，无法确定溶液中是否含有氯离子，该步存在目的是证明氯离子的存在情况，是有意义的，
故答案为：有；
（2）根据分析可知，原溶液中一定含有SO₃^2-，亚硫酸根离子部分水解，溶液显示碱性，则溶液的pH＞7；根据溶液电中性可知，该溶液中一定存在K⁺；无法确定是否含有CO₃^2-，由于原溶液中含有亚硫酸根离子，则需要用盐酸将碳酸根离子、亚硫酸根离子转化成二氧化碳、二氧化硫气体，然后用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，用品红溶液证明二氧化硫已经除尽，最后用澄清石灰水证明产生的气体中是否含有二氧化碳，从而判断原溶液中是否含有碳酸根离子，所以需要的试剂有：盐酸、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液、澄清石灰水，
故答案为：＞；K⁺；CO₃^2-；盐酸、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液、澄清石灰水．

点评 本题考查了常见离子的检验方法，题目难度中等，明确常见离子性质及检验方法为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析能力及灵活应用基础知识的能力，根据电荷守恒判断硫酸根离子的存在情况为易错点．