Question

有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH

+ 4

、K⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、I^-、NO

- 3

、CO

2- 3

、SO

2- 4

、AlO

- 2

．取该溶液进行以下实验：
①用pH试纸检测，溶液呈强酸性；
②取溶液适量，加入少量CCl₄和数滴新制氯水，振荡，CCl₄层呈紫红色；
③另取溶液适量，逐滴加入NaOH溶液；
a．溶液从酸性变为中性
b．溶液逐渐产生沉淀
c．沉淀完全溶解
d．最后加热溶液，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
④取适量③得到的碱性溶液，加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成．
根据上述实验现象，回答下列问题．
（1）由①可以排除

CO₃^2-，AlO₂^-

的存在．
（2）由②可以证明

I^-

的存在；同时排除

Fe³⁺、NO₃^-

的存在；理由是

CCl₄层出现碘单质的颜色证明含I^-，Fe³⁺、NO₃^-在该环境中与I^-不能共存

．
（3）由③可以证明

Al³⁺、NH₄⁺

的存在；写出c、d所涉及的化学方程式，是离子反应的用离子方程式表示：
c

Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O

；
d

NH₃?H₂O

△   .

NH₃↑+H₂O

．
（4）由④可以排除

SO₄^2-

的存在，同时证明

Ba²⁺

的存在．

Answer 1

分析：①用pH试纸检测，溶液呈强酸性，说明溶液中存在H⁺；依据离子共存可知一定不存在CO₃^2-，AlO₂^-；
②取溶液适量，加入少量CCl₄和数滴新制氯水，振荡，CCl₄层呈紫红色，说明溶液中一定含有I-，依据离子共存分析判断可知，一定不含有Fe³⁺、NO₃^-；
③另取溶液适量，逐滴加入NaOH溶液；
a．溶液从酸性变为中性，中和酸；
b．溶液逐渐产生沉淀，分析阳离子中只有铝离子沉淀；
c．沉淀完全溶解，证明生成的沉淀是氢氧化铝，原溶液中一定含有Al³⁺；
d．最后加热溶液，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，证明生成的气体是氨气，原溶液中一定含有铵根离子；
④取适量③得到的碱性溶液，铝离子反应生成偏铝酸根离子，加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，分析离子可知只有钡离子生成碳酸钡沉淀，说明原溶液中不含有硫酸根离子；
分析推断离子的存在情况回答问题．

解答：解：①用pH试纸检验，溶液呈强酸性，溶液中存在大量H⁺，由于碳酸根离子和偏铝酸根离子都是弱酸阴离子和氢离子反应，所以CO₃^2-，AlO₂^- 不能大量存在；
②取溶液适量，加入少量CCl₄和数滴新制的氯水振荡，四氯化碳层呈紫色，说明溶液中含有I^-，由于 Fe³⁺、NO₃^-（在酸溶液中）能氧化I^-为I₂，所以溶液中不存在Fe³⁺、NO₃^-；
③依据题意生成的沉淀又溶解，说明溶液中存在Al³⁺，依据加热溶液生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝证明气体是氨气，说明原溶液中含有NH₄⁺；
④取适量③得到的碱性溶液，加入碳酸钠溶液有白色沉淀生成，说明溶液中存在钡离子，则一定不存在硫酸根离子；
（1）由①可以排除CO₃^2-，AlO₂^-的存在，故答为：CO₃^2-，AlO₂^-；
（2）由②可以证明I^-一样的存在，CCl₄层出现碘单质的颜色证明含I^-，Fe³⁺、NO₃^-在该环境中与I^-不能共存，依据离子共存同时排除Fe³⁺、NO₃^-离子的存在，
故答案为：I-；Fe³⁺、NO₃^-；CCl₄层出现碘单质的颜色证明含I^-，Fe³⁺、NO₃^-在该环境中与I^-不能共存；
（3）③证明溶液中一定含有Al³⁺，NH₄⁺；c、d所涉及的化学反应为氢氧化铝溶解于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸钠，一水合氨受热分解生成氨气，是离子反应的用离子方程式表示为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O，NH₃?H₂O

△   .

NH₃↑+H₂O；
故答案为：Al³⁺、NH₄⁺；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O；NH₃?H₂O

△   .

NH₃↑+H₂O；
（4）④实验分析判断，取适量③得到的碱性溶液，铝离子反应生成偏铝酸根离子，加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，分析离子可知只有钡离子生成碳酸钡沉淀，说明原溶液中不含有硫酸根离子；
故答案为：SO₄^2-；Ba²⁺．

点评：本题考查了离子检验的实验方法和反应现象的判断，离子性质和离子反应进行的离子共存分析是解题关键，题目难度中等．