Question

13．有一瓶澄清溶液，其中可能含有NH₄⁺、K⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、I^-、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-、AlO₂^-．取該溶液進行以下實驗：
①用pH試紙檢驗，溶液呈強酸性；
②取溶液適量，加入少量CCl₄和數滴新制氯水，振蕩，CCl₄層呈紫紅色；
③另取溶液適量，逐滴加入NaOH溶液；
a．溶液從酸性變為中性；b．溶液逐漸產生沉淀；c．沉淀完全溶解；d．最后加熱溶液，有氣體放出，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍；
④取適量③得到的堿性溶液，加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成．
根據上述實驗現象，回答下列問題．
（1）由①可以排除CO₃^2-、AlO₂^-的存在．
（2）由②可以證明I^-的存在；同時排除Fe³⁺、NO₃^-的存在．
（3）由③可以證明Al³⁺、NH₄⁺的存在；寫出c、d所涉及的化學方程式，是離子反應的用離子方程式表示：
cAl（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；dNH₃•H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．
（4）由④可以排除SO₄^2-的存在．

Answer 1

分析 ①溶液呈強酸性，說明溶液中存在H⁺；依據離子共存可知一定不存在CO₃^2-，AlO₂^-；
②取溶液適量，加入少量CCl₄和數滴新制氯水，振蕩，CCl₄層呈紫紅色，說明溶液中一定含有I^-，依據離子共存分析判斷可知，一定不含有Fe³⁺、NO₃^-；
③另取溶液適量，逐滴加入NaOH溶液；
a．溶液從酸性變為中性，中和酸；
b．溶液逐漸產生沉淀，分析陽離子中只有鋁離子沉淀；
c．沉淀完全溶解，證明生成的沉淀是氫氧化鋁，原溶液中一定含有Al³⁺；
d．最后加熱溶液，有氣體放出，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，證明生成的氣體是氨氣，原溶液中一定含有銨根離子；
④取適量③得到的堿性溶液，鋁離子反應生成偏鋁酸根離子，加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，分析離子可知只有鋇離子生成碳酸鋇沉淀，說明原溶液中不含有硫酸根離子；
分析推斷離子的存在情況回答問題．

解答 解：①用pH試紙檢驗，溶液呈強酸性，溶液中存在大量H⁺，由于碳酸根離子和偏鋁酸根離子都是弱酸陰離子和氫離子反應，所以CO₃^2-，AlO₂^- 不能大量存在；
②取溶液適量，加入少量CCl₄和數滴新制的氯水振蕩，四氯化碳層呈紫色，說明溶液中含有I^-，由于 Fe³⁺、NO₃^-（在酸溶液中）能氧化I^-為I₂，所以溶液中不存在Fe³⁺、NO₃^-；
③依據題意生成的沉淀又溶解，說明溶液中存在Al³⁺，依據加熱溶液生成的氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍證明氣體是氨氣，說明原溶液中含有NH₄⁺；
④取適量③得到的堿性溶液，加入碳酸鈉溶液有白色沉淀生成，說明溶液中存在鋇離子，則一定不存在硫酸根離子；
（1）由①可以排除CO₃^2-，AlO₂^-的存在，故答為：CO₃^2-，AlO₂^-；
（2）由②可以證明I^-一樣的存在，CCl₄層出現碘單質的顏色證明含I^-，Fe³⁺、NO₃^-在該環境中與I^-不能共存，依據離子共存同時排除Fe³⁺、NO₃^-離子的存在，
故答案為：I^-；Fe³⁺、NO₃^-；
（3）③證明溶液中一定含有Al³⁺，NH₄⁺；c、d所涉及的化學反應為氫氧化鋁溶解于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸鈉，一水合氨受熱分解生成氨氣，是離子反應的用離子方程式表示為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O，NH₃•H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，
故答案為：Al³⁺、NH₄⁺；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O；NH₃•H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
（4）④實驗分析判斷，取適量③得到的堿性溶液，鋁離子反應生成偏鋁酸根離子，加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，分析離子可知只有鋇離子生成碳酸鋇沉淀，說明原溶液中不含有硫酸根離子；
故答案為：SO₄^2-．

點評 本題考查了離子檢驗的實驗方法和反應現象的判斷，離子性質和離子反應進行的離子共存分析是解題關鍵，題目難度中等．