Question

5．某无色溶液中可能存在如下几种阴阳离子：

阳离子	Al3+、Fe2+、Ba2+、Na+、NH4+
阴离子	Cl-、CO32-、SO42-、NO3-、I-

现对该溶液样品进行以下研究：
Ⅰ．向溶液中加入稀盐酸后有无色气体生成，该气体遇空气变成红棕色；
Ⅱ．若向Ⅰ所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成；
Ⅲ．若向Ⅰ所得溶液中加入过量NaOH浓溶液并加热，产生有刺激性气味的气体，最终溶液无沉淀生成；
Ⅳ．向Ⅲ所得溶液中通入过量的CO₂气体，有白色絮状沉淀生成．
根据上述实验，回答下列问题：
（1）该溶液中一定存在的阳离子为Al³⁺、NH₄⁺，一定不存在的离子为Fe²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-．
（2）检验溶液中可能还存在的阳离子的方法为用洁净铂丝蘸取原溶液进行焰色反应，若火焰呈黄色，原溶液中存在Na⁺，若不出现黄色，则不存在Na⁺．
（3）写出实验Ⅰ发生反应的离子方程式：6I^-+2NO₃^-+8H⁺=2NO↑+3I₂+4H₂O．
（4）写出实验Ⅳ中生成白色絮状沉淀的化学方程式：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃．

Answer 1

分析 无色溶液不存在Fe²⁺，
Ⅰ．向溶液中加入稀盐酸后有无色气体生成，该气体遇空气变成红棕色，则加入盐酸后生成气体为NO，说明含有I^-、NO₃^-；
Ⅱ．若向Ⅰ所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，该沉淀为硫酸钡，说明含有SO₄^2-，则不含Ba²⁺；
Ⅲ．若向Ⅰ所得溶液中加入过量NaOH浓溶液并加热，产生有刺激性气味的气体，最终溶液无沉淀生成，说明含有NH₄⁺；
Ⅳ．向Ⅲ所得溶液中通入过量的CO₂气体，有白色絮状沉淀生成，该沉淀为氢氧化铝，说明含有Al³⁺，则不含CO₃^2-，以此解答该题．

解答 解：（1）由以上分析可知一定含有的阳离子有Al³⁺、NH₄⁺，一定不含 Fe²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-，故答案为：Al³⁺、NH₄⁺；  Fe²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-；
（2）可能还存在的阳离子只有钠离子，检验方法为用洁净铂丝蘸取原溶液进行焰色反应，若火焰呈黄色，原溶液中存在Na⁺，若不出现黄色，则不存在Na⁺，
故答案为：用洁净铂丝蘸取原溶液进行焰色反应，若火焰呈黄色，原溶液中存在Na⁺，若不出现黄色，则不存在Na⁺；
（3）实验Ⅰ为碘离子和硝酸根离子在酸性条件下的氧化还原反应，发生反应的离子方程式为6I^-+2 NO₃^-+8H⁺=2NO↑+3I₂+4H₂O，
故答案为：6I^-+2 NO₃^-+8H⁺=2NO↑+3I₂+4H₂O；
（4）实验Ⅳ中生成白色絮状沉淀为氢氧化铝，反应的化学方程式为NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃，
故答案为：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃．

点评 本题考查无机物的推断，涉及离子检验的实验方法和反应现象分析，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，掌握离子性质和溶液中电荷守恒计算判断存在的离子是解题关键，题目难度较大．