Question

有一瓶澄清的溶液，其中可能含NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cl^-、I^-、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-，取該溶液進行以下實驗：
（1）取pH試紙檢驗，表現溶液呈強酸性，排除

 

離子存在．
（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，排除

 

離子的存在．
（3）另取部分溶液逐漸加入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，則可排除

 

離子的存在．取部分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．
（4）另取部分上述堿性溶液加Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，證明

 

離子存在，又排除

 

離子存在．
（5）根據上述實驗事實確定，該溶液中肯定存在的離子是

 

；肯定不存在的離子是

 

；還不能確定是否存在的離子是

 

，要確定其中的陽離子可利用的原理是

 

．

Answer 1

考點：常見離子的檢驗方法

專題：離子反應專題

分析：根據澄清溶液得，原溶液沒有相互反應的離子；
（1）根據實驗（1）溶液呈中性判斷氫離子一定存在，與氫離子反應的離子不能夠共存；
（2）根據實驗（2）加入少量CCl₄及數滴新制氯水，經振蕩后CCl₄層呈紫紅色，說明溶液中一定含有碘離子，能夠與碘離子反應的離子不共存；
（3）根據實驗（3）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，溶液均無沉淀產判斷凡是與氫氧根離子反應生成沉淀的離子不存在；
（4）根據實驗（4）另取部分上述堿性溶液加Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，可知一定含有碳酸根離子，排除與該離子反應的離子；
（5）用焰色反應檢驗含有的金屬陽離子．

解答： 解：（1）根據實驗（1）現象：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-；
故答案為：CO₃^2-；
（2）根據實驗（2）現象：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⁺、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Fe³⁺、NO₃^-；
故答案為：NO₃^-、Fe³⁺；
（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⁺、Mg²⁺、Al³⁺能與堿反應產生沉淀，說明溶液中肯定不含有Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺；
故答案為：Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺；
（4）根據實驗（4）現象：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-；
故答案為：Ba²⁺；SO₄^2-；
（5）根據上述實驗事實確定，該溶液中肯定存在的離子是：Ba²⁺、I^-、NH₄⁺；
肯定不存在的離子是：Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
還不能確定是否存在的離子是：K⁺、Na⁺、Cl^-；
不同金屬元素灼燒產生不同的焰色，可以用焰色反應確定陽離子的存在；
故答案為：Ba²⁺、I^-、NH₄⁺；Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-；K⁺、Na⁺、Cl^-；
焰色反應．

點評：本題主要考查了根據實驗現象判斷離子的存在，明確離子反應的條件是解題關鍵，題目難度中等．