Question

4．有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cl^-、I^-、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-、MnO₄^-，取該溶液進行以下實驗：
（1）取pH試紙檢驗，溶液呈強酸性．
（2）取出部分溶液，加入少量CCl₄及數滴新制氯水，經振蕩后CCl₄層呈紫紅色．
（3）另取出部分溶液逐漸加入NaOH溶液，使溶液從酸性逐漸變為堿性，在滴加過程中和滴加完畢后，溶液均無沉淀產生．
（4）取出部分上述堿性溶液加Na₂CO₃溶液后，有白色沉淀生成．
（5）將（3）得到的堿性溶液加熱，有氣體放出，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍．
①根據上述實驗事實確定：該溶液中肯定存在的離子是NH₄⁺、Ba²⁺、I^-，肯定不存在的離子是Al³⁺、Fe³⁺、MnO₄^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NO₃^-，還不能確定是否存在的離子是K⁺、Na⁺、Cl^-
②請寫出（2）（4）步驟中發生的離子方程式：
步驟（2）Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-
步驟（4）Ba²⁺+CO₃^2-═BaCO₃↓．

Answer 1

分析 （1）溶液呈強酸性，說明溶液中肯定含有H⁺，而H⁺與CO₃^2-反應發生反應而不能共存；
（2）CCl₄層呈紫紅色，說明有I₂，這是由于I^-被氯氣氧化所產生的，從而說明溶液中含有I^-，而與I^-反應的MnO₄^-、Fe³⁺離子不能共存；
（3）根據實驗（3）現象：溶液從酸性逐漸變為堿性，在滴加過程中和滴加完畢后，溶液均無沉淀產生，而Fe³⁺、Al³⁺能與堿反應產生沉淀，與現象矛盾；
（4）取出部分上述堿性溶液加Na₂CO₃溶液后，有白色沉淀生成，說明溶液中肯定含有Ba²⁺；
（5）將（3）得到的堿性溶液加熱，有氣體放出，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，氣體為氨氣，以此來解答．

解答 解：（1）溶液呈強酸性，說明溶液中肯定含有H⁺，而H⁺與CO₃^2-反應發生反應而不能共存，說明溶液中肯定不含有CO₃^2-；
（2）CCl₄層呈紫紅色，說明有I₂，這是由于I^-被氯氣氧化所產生的，從而說明溶液中含有I^-，而I^-與Fe³⁺、MnO₄^-、NO₃^-和H⁺能發生氧化還原反應，而不能共存，說明溶液中肯定不含有MnO₄^-、Fe³⁺、NO₃^-；
（3）根據實驗（3）現象：溶液從酸性逐漸變為堿性，在滴加過程中和滴加完畢后，溶液均無沉淀產生，而Fe³⁺、Al³⁺能與堿反應產生沉淀，說明溶液中肯定不含有Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺；
（4）取出部分上述堿性溶液加Na₂CO₃溶液后，有白色沉淀生成，說明溶液中肯定含有Ba²⁺，而Ba²⁺能與SO₄^2-產生沉淀，說明溶液中不含SO₄^2-；
（5）將（3）得到的堿性溶液加熱，有氣體放出，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則說明一定含有NH₄⁺，
①綜上所述：一定存在的離子是NH₄⁺、Ba²⁺、I^-，一定不存在的離子是Al³⁺、Fe³⁺、MnO₄^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NO₃^-，不能確定是否含K⁺、Na⁺、Cl^-，
故答案為：NH₄⁺、Ba²⁺、I^-；Al³⁺、Fe³⁺、MnO₄^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NO₃^-；K⁺、Na⁺、Cl^-；
②（2）（4）步驟中發生的離子方程式分別為Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-、Ba²⁺+CO₃^2-═BaCO₃↓，故答案為：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-；Ba²⁺+CO₃^2-═BaCO₃↓．

點評 本題考查物質的檢驗及鑒別，為高頻考點，把握常見離子之間的反應、離子檢驗等為推斷的關鍵，側重分析與推斷能力的綜合考查，題目難度不大．