Question

10．有一瓶無色溶液，其中可能含有NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、I^-、Cl^-、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-，取該溶液進行以下實驗：
①該溶液可使pH值試紙呈現紅色；
②取溶液少量加新制氯水及CCl₄振蕩，可見CCl₄層呈現紫色；
③取溶液少量加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，加入HNO₃后沉淀不溶解；
④取實驗（3）之上層清液，加入硝酸銀溶液有白色沉淀生成，加入HNO₃后沉淀不溶解；
⑤取原溶液少量加入NaOH溶液呈堿性，在此過程中有白色沉淀生成，而后又完全溶解，將此溶液加熱，有無色氣體放出，該氣體能使潤濕的紅色石蕊試紙變藍．
（1）根據上述實驗事實，溶液中肯定存在的離子有SO₄^2-、Al³⁺、I^-、NH₄⁺（錯寫、漏寫不得分），
（2）肯定不存在的離子有Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、NO₃^-、CO₃^2-（錯寫、漏寫不得分）
（3）寫出第5步中白色沉淀溶解的離子方程式Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（4）寫出實驗室制取第5步中使石蕊試紙變藍色的氣體的離子方程式NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃•H₂O
（5）快速檢驗上述中實驗不能確定的陽離子的方法是焰色反應．

Answer 1

分析 溶液無色，則一定不含Fe³⁺，
①該溶液可使pH值試紙呈現紅色，說明是酸性溶液，則一定不存在CO₃^2-；
②溶液少量加新制氯水及CCl₄振蕩，能使CCl₄層呈紫色，則生成碘單質，一定含有I^-，一定不含有NO₃^-；
③加入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，加入HNO₃后沉淀不溶解，則該白色沉淀是硫酸鋇，一定含有SO₄^2-，一定不含有Ba²⁺，；
④溶液中加入硝酸銀溶液有白色沉淀，加入HNO₃后沉淀不溶解，該沉淀是氯化銀，此時的氯離子可能是氯化鋇帶入的，還有可能原溶液中含有的氯離子，不能確定；
⑤取原溶液少量加入NaOH溶液至堿性，在此過程中有白色沉淀生成，最后沉淀又完全溶解，則一定含有鋁離子，不含Mg²⁺，加熱時反應，有無色氣體放出，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，該氣體是氨氣，一定含NH₄⁺，以此解答該題．

解答 解：溶液無色，則一定不含Fe³⁺，
①該溶液可使pH值試紙呈現紅色，說明是酸性溶液，則一定不存在CO₃^2-；
②溶液少量加新制氯水及CCl₄振蕩，能使CCl₄層呈紫色，則生成碘單質，一定含有I^-，一定不含有NO₃^-；
③加入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，加入HNO₃后沉淀不溶解，則該白色沉淀是硫酸鋇，一定含有SO₄^2-，一定不含有Ba²⁺，；
④溶液中加入硝酸銀溶液有白色沉淀，加入HNO₃后沉淀不溶解，該沉淀是氯化銀，此時的氯離子可能是氯化鋇帶入的，還有可能原溶液中含有的氯離子，不能確定；
⑤取原溶液少量加入NaOH溶液至堿性，在此過程中有白色沉淀生成，最后沉淀又完全溶解，則一定含有鋁離子，不含Mg²⁺，加熱時反應，有無色氣體放出，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，該氣體是氨氣，一定含NH₄⁺，
（1）由以上分析可知肯定存在的離子有SO₄^2-、Al³⁺、I^-、NH₄⁺，故答案為：SO₄^2-、Al³⁺、I^-、NH₄⁺；
（2）由以上分析可知肯定不存在的離子為Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、NO₃^-、CO₃^2-，故答案為：Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、NO₃^-、CO₃^2-；
（3）白色沉淀為氫氧化鋁，與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉而溶解，其反應的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（4）第5步中使石蕊試紙變藍色的氣體為氨氣，反應的離子方程式為NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃•H₂O，故答案為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃•H₂O；
（5）不能確定的陽離子為鉀離子，可用焰色反應檢驗，故答案為：焰色反應．

點評 本題考查無機物的推斷，為高頻考點，把握離子的顏色、離子之間的反應為解答的關鍵，側重分析與推斷能力的考查，注意水解原理應用，題目難度不大．