Question

16．某無色透明溶液可能含有下列離子：K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、HCO₃^-、Cl^-，取該溶液進行如下實驗：
①用藍色石蕊試紙檢測該溶液，試紙顯紅色；
②取原溶液少許，加入銅片和稀硫酸共熱，產生無色氣體，該氣體遇空氣立即變為紅棕色；
③取原溶液少許，加入氨水有白色沉淀生成，繼續加入過量氨水，沉淀不消失；
④取原溶液少許，滴入氯化鋇溶液產生白色沉淀；
⑤取實驗④后的澄清溶液，滴入硝酸銀溶液產生白色沉淀，再加入過量的稀硝酸，沉淀不消失．
請回答下列問題：
（1）根據上述實驗判斷原溶液中肯定存在的離子是Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-，肯定不存在的離子是Fe³⁺、Ba²⁺、HCO₃^-．
（2）寫出與②④兩個實驗有關的離子方程式：
②3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
④Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓．
（3）若要檢驗某未知溶液中是否含有SO₄^2-離子，檢驗方法是取待測液，先加鹽酸酸化，取上層清液，滴加氯化鋇溶液，若產生白色沉淀，說明原溶液含有SO₄^2-．

Answer 1

分析 無色透明溶液，則一定不含Fe³⁺，
①用藍色石蕊試紙檢測該溶液，試紙顯紅色，說明溶液呈酸性，則一定不存在HCO₃^-；
②取溶液少許，加入銅片和稀硫酸共熱，產生無色氣體，該氣體遇空氣立即變為紅棕色，該氣體為NO，說明溶液中存在NO₃^-；
③取溶液少許，加入氨水有白色沉淀生成，繼續加入過量氨水，沉淀不消失，說明含有Al³⁺離子，；
④取溶液少許，滴入氯化鋇溶液產生白色沉淀，該沉淀為硫酸鋇沉淀，說明含有SO₄^2-，則一定不含有Ba²⁺；
⑤取實驗 ④后的澄清溶液，滴入硝酸銀溶液產生白色沉淀，再加入過量的稀硝酸，沉淀不消失，不能證明是否含有Cl^-離子，因④中加入氯化鋇，以此來解答．

解答 解：無色透明溶液，則一定不含Fe³⁺，
①用藍色石蕊試紙檢測該溶液，試紙顯紅色，說明溶液呈酸性，則一定不存在HCO₃^-；
②取溶液少許，加入銅片和稀硫酸共熱，產生無色氣體，該氣體遇空氣立即變為紅棕色，該氣體為NO，說明溶液中存在NO₃^-；
③取溶液少許，加入氨水有白色沉淀生成，繼續加入過量氨水，沉淀不消失，說明含有Al³⁺離子，；
④取溶液少許，滴入氯化鋇溶液產生白色沉淀，該沉淀為硫酸鋇沉淀，說明含有SO₄^2-，則一定不含有Ba²⁺；
⑤取實驗 ④后的澄清溶液，滴入硝酸銀溶液產生白色沉淀，再加入過量的稀硝酸，沉淀不消失，不能證明是否含有Cl^-離子，因④中加入氯化鋇，
（1）綜上所述，一定含Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-，一定不存在Fe³⁺、Ba²⁺、HCO₃^-，故答案為：Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-；Fe³⁺、Ba²⁺、HCO₃^-；
（2）②反應為金屬銅在酸性條件下與硝酸根離子發生氧化還原反應生成銅離子和一氧化氮氣體，反應的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
④硫酸根離子加入氯化鋇生成硫酸鋇沉淀，反應的離子方程式為Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
（3）檢驗某未知溶液中是否含有SO₄^2-，應先加鹽酸酸化，若有沉淀，則過濾，排除其它離子的干擾，再加氯化鋇，生成白色沉淀可檢驗，
故答案為：取待測液，先加鹽酸酸化，取上層清液，滴加氯化鋇溶液，若產生白色沉淀，說明原溶液含有SO₄^2-．

點評 本題考查離子的推斷，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、推斷能力的綜合考查，題目難度不大．