Question

10．有一無色透明溶液，欲確定是否含有下列離子：K⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Ba²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、I^-、HCO₃^-，取該溶液的實驗如下：

實驗步驟	實驗現象
（1）取少量該溶液，加幾滴甲基橙	溶液變紅色
（2）取少量該溶液加熱濃縮，加Cu片和濃硫酸，加熱	有無色氣體產生，氣體遇空氣可以變成紅棕色
（3）取少量該溶液，加BaCl2溶液	有白色沉淀生成
（4）取（3）中的上層清液，加AgNO3溶液	有穩定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸
（5）取少量該溶液，加入NaOH溶液	有白色沉淀生成，當NaOH過量時，沉淀部分溶解

由此判斷，下列說法正確的是（　　）

• A． 根據實驗（1）可以確定溶液中不含有HCO₃^-和I^-，因為這二個離子相對應的酸為弱酸
• B． 溶液中一定存在的離子是NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、Mg²⁺、Al³⁺；溶液中肯定不存在的離子是：Fe²⁺、HCO₃^-、I^-、Ba²⁺
• C． 為進一步確定其它離子，應該補充焰色反應的實驗來檢驗K⁺就可以
• D． 通過實驗（1）和（2）就可以確定溶液中一定含有NO₃^-，一定不含有Fe²⁺、I^-、HCO₃^-，所以實驗步驟（4）的設計是錯誤的

Answer 1

分析 無色溶液中，有色離子不存在，氫氧化鋁是兩性氧化物，能溶于強堿中，白色且不溶于硝酸的白色沉淀是氯化銀或者是硫酸鋇，在酸性環境下，能和氫離子反應的離子不共存，根據離子反應的現象以及離子共存的知識加以分析．

解答 解：因是一無色透明溶液，則不含有Fe²⁺，
由（1）取少量該溶液，加幾滴甲基橙，溶液顯紅色，說明溶液顯示酸性，所以HCO₃^-不存在；
由（2）取少量該溶液加熱濃縮，加Cu片和濃硫酸，加熱有無色氣體產生，氣體（NO）遇空氣可以變成紅棕色（二氧化氮），說明溶液中含有NO₃^-，則一定不含有I^-；
由（3）取少量該溶液，加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，則含有SO₄^2-；
由（4）取（3）中的上層清夜，加AgNO₃，有穩定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，則含有Cl^-，所加的氯化鋇中含有Cl^-，所以原離子中的Cl^-是否存在不確定；
由（5）取少量該溶液，加入NaOH溶液有白色沉淀生成，當NaOH過量時，沉淀部分溶解，則含有鋁離子、鎂離子．
A、根據實驗（1）可以確定溶液中不含有HCO₃^-，故A錯誤；
B、溶液中一定存在的離子是NO₃^-、SO₄^2- Mg²⁺、Al³⁺，溶液中肯定不存在的離子是I^-、Ba²⁺、Fe²⁺、HCO₃^-，故B錯誤；
C、鉀離子、氯離子都是無法判斷的離子，為進一步確定鉀離子離子，應該補充焰色反應的實驗來檢驗，但是氯離子的檢驗需要沉淀法，故C錯誤；
D、通過實驗（1）和（2）就可以確定溶液中一定含有NO₃^-，和其反應的離子不存在，即一定不含有Fe²⁺、I^-、HCO₃^-，第（3）加了氯化鋇中含有氯離子，第（4）再加硝酸銀氯離子是無效的，故D正確．
故選D．

點評 本題考查離子的共存問題，明確題中信息的挖掘和應用是解答的關鍵，并熟悉離子不能共存的常見的原因即可解答．