Question

有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K⁺、Mg²⁺、A1³⁺、Ba²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、I^-、HCO₃^-，取该溶液实验如下：

实验步骤	实现现象
（1）取少量该溶液，加几滴甲基橙	溶液变红色
（2）取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓H2SO4，加热	有无色气体产生，气体遇空气中以变成红棕色
（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	有稳定的白色沉淀生成，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

由此判断：
（1）溶液中肯定存在的离子是

 

，溶液中肯定不存在的离子是

 

．
（2）为进一步确定其他离子．应该补充的实验及 对应欲检离子的名称（如为溶液反应，说明使用试剂的名称．不必写详细操作步骤）

 

．

Answer 1

考点：物质的检验和鉴别的实验方案设计

专题：物质检验鉴别题

分析：一无色透明溶液，由（1）取少量该溶液，加几滴甲基橙，溶液显红色，说明溶液显示酸性，所以HCO₃^-不存在；且NO₃^-、I^-不能同时存在；
由（2）取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓硫酸，加热有无色气体产生，气体（NO）遇空气可以变成红棕色（二氧化氮），说明溶液中含有NO₃^-，则一定不含有I^-；
由（3）取少量该溶液，加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，则含有SO₄^2-；
由（4）取（3）中的上层清夜，加AgNO₃，有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，则含有Cl^-，但（3）所加的氯化钡中含有Cl^-，所以原离子中的Cl^-是否存在不确定；
由（5）取少量该溶液，加入NaOH溶液有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解，则含有Mg²⁺、A1³⁺，以此来解答．

解答： 解：（1）一无色透明溶液，由（1）取少量该溶液，加几滴甲基橙，溶液显红色，说明溶液显示酸性，所以HCO₃^-不存在；且NO₃^-、I^-不能同时存在；
由（2）取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓硫酸，加热有无色气体产生，气体（NO）遇空气可以变成红棕色（二氧化氮），说明溶液中含有NO₃^-，则一定不含有I^-；
由（3）取少量该溶液，加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，则含有SO₄^2-，原溶液中一定不存在Ba²⁺，
由（4）取（3）中的上层清夜，加AgNO₃，有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，则含有Cl^-，但（3）所加的氯化钡中含有Cl^-，所以原离子中的Cl^-是否存在不确定；
由（5）取少量该溶液，加入NaOH溶液有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解，则含有Mg²⁺、A1³⁺，
综上所述，一定存在Mg²⁺、A1³⁺、NO₃^-、SO₄^2-，肯定不存在Ba²⁺、I^-、HCO₃^-，故答案为：Mg²⁺、A1³⁺、NO₃^-、SO₄^2-；Ba²⁺、I^-、HCO₃^-；
（2）由上述分析可知，K⁺、Cl^-不能确定，用焰色反应确定K⁺存在，用原溶液、Ba（NO₃）₂溶液、稀HNO₃和AgNO₃溶液作沉淀反应来确定Cl^-的存在，
故答案为：用焰色反应确定K⁺存在，用原溶液、Ba（NO₃）₂溶液、稀HNO₃和AgNO₃溶液作沉淀反应来确定Cl^-的存在．

点评：本题考查物质的鉴别和检验，为高频考点，把握物质之间的反应、物质的性质为解答的关键，侧重分析、推断及实验能力的考查，注意常见离子的检验及氧化还原反应，题目难度不大．