Question

9．有一瓶澄清溶液，其中可能含有NH₄^-、K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cl^-、I^-、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-，．
（1）用pH试纸检验，溶液呈强酸性，可排除CO₃^2-的存在．
（2）取出部分溶液，加入少量CCl₄及数滴新制氯水，经振荡后CCl₄层呈紫红色，可排除Fe³⁺、NO₃^-的存在．
（3）另取部分溶液慢慢加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中及滴加完毕后，溶液均无沉淀产生，则可排除Mg²⁺、Al³⁺的存在．
（4）取部分上述碱性溶液加Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，可证明Ba²⁺的存在，又排除SO₄^2-的存在．
（5）将（3）中得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．
（6）根据上述实验事实确定该溶液中肯定存在的离子是I^-、NH₄⁺、Ba²⁺；肯定不存在的离子是CO₃^2-、Fe³⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Mg²⁺、Al³⁺；不能确定是否存在的离子是K⁺、Na⁺、Cl^-．

Answer 1

分析 （1）用pH试纸检验，表明溶液呈现强酸性，与氢离子反应的离子不能大量存在；
（2）四氯化碳溶液呈紫红色，说明加入氯水后有碘单质生成，原溶液中一定含有碘离子，碘离子反应的离子不能大量存在；
（3）加入氢氧化钠溶液的过程中没有沉淀生成，说明一定不存在Mg²⁺、Al³⁺；
（4）结合Ba²⁺能与碳酸钠反应产生沉淀来判断存在的离子，根据离子共存判断不能存在的离子；
（5）加热该碱性溶液生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体为氨气，证明溶液中存在铵根离子，
（6）根据以上分析判断离子的存在情况．

解答 解：（1）溶液为强酸性，则溶液中存在大量氢离子，CO₃^2-能够与氢离子反应，所以原溶液中一定不存在CO₃^2-，故答案为：CO₃^2-；
（2）CCl₄层呈紫红色，说明有I₂，这是由于I^-被氯气氧化生成碘单质，反应的离子方程式为：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，从而说明溶液中含有I^-，而I^-与Fe³⁺、NO₃^-和H⁺发生反应而不能共存，说明溶液中肯定不含有Fe³⁺、NO₃^-，
故答案为：Fe³⁺、NO₃^-；
（3）溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，溶液均无沉淀产生，而Mg²⁺、Al³⁺能与碱反应产生沉淀，说明溶液中肯定不含有Mg²⁺、Al³⁺；故答案为：Mg²⁺、Al³⁺；
（4）取出部分上述碱性溶液加Na₂CO₃溶液后，有白色沉淀生成，说明溶液中肯定含有Ba²⁺，而Ba²⁺能与SO₄^2-产生沉淀，说明溶液中不含SO₄^2-，
故答案为：Ba²⁺；SO₄^2-；
（5）产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则该气体为氨气，说明溶液中肯定含NH₄⁺，反应的离子方程式为：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，
（6）根据以上分析可知，溶液中一定存在的离子为I^-、NH₄⁺、Ba²⁺；一定不存在的离子为CO₃^2-、Fe³⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Mg²⁺、Al³⁺；无法确定原溶液中是否存在K⁺、Na⁺、Cl^-，
故答案为：I^-、NH₄⁺、Ba²⁺；CO₃^2-、Fe³⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Mg²⁺、Al³⁺；K⁺、Na⁺、Cl^-．

点评 本题主要考查常见离子的检验、离子共存的判断，为高频考点和常见题型，侧重于元素化合物知识的综合理解和运用的考查，题目难度中等，注意掌握常见离子的化学性质及检验方法，能够根据离子共存、离子反应现象判断离子共存情况，明确检验离子存在情况时必须排除干扰离子，确保检验方案的严密性．