Question

【題目】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-、SO42-、I－、HCO3-，實驗如下：

實驗步驟	實驗現象
(1)用玻璃棒蘸取少量該溶液，點在pH試紙中部	試紙變為紅色
(2)取少量該溶液，加入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，加入BaCl2溶液	有白色沉淀生成
(4)取(3)中反應后的上層清液，加入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：

(1)溶液中一定存在的離子是________________；溶液中肯定不存在的離子是________________。

(2)寫出實驗步驟(2)中所發生反應的離子方程式__________________。

(3)寫出實驗步驟(5)中沉淀部分溶解的離子方程式__________________。

(4)為了進一步確定其他離子，應該補充的實驗及對應欲檢驗離子的名稱(如為溶液反應，說明使用試劑的名稱，不必寫詳細步驟)_______________。

Answer 1

【答案】Mg2＋、Al3＋、NO3-、SO42-Fe2＋、Ba2＋、I－、HCO3-3Cu + 2NO3- + 8H+ = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2OAl(OH)3 + OH-=AlO2- + 2H2OK＋，焰色反應

【解析】

因是一無色透明溶液，則不含有Fe2+；

由（1）pH試紙顯紅色，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SO42-；

由（4）取（3）中的上層清液，溶液中含有Cl-，加AgNO3，有氯化銀白色沉淀生成；

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。

（1）綜上可知，溶液中一定存在的離子是NO3-、SO42-Mg2+、Al3+，溶液中肯定不存在的離子是I-、Ba2+、Fe2+、HCO3-，故答案為：NO3-、SO42-Mg2+、Al3+；I-、Ba2+、Fe2+、HCO3-；

（2）步驟(2)中銅與硝酸反應生成一氧化氮，反應的離子方程式為3Cu + 2NO3- + 8H+ = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O，故答案為：3Cu + 2NO3- + 8H+ = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O；

（3）步驟（5）中氫氧化鋁能和氫氧化鈉反應，而氫氧化鎂則不能，反應的實質是Al(OH)3 + OH-=AlO2- + 2H2O，故答案為：Al(OH)3 + OH-=AlO2- + 2H2O；

（4）根據上述分析，不能確定的離子為K＋，可以通過焰色反應來檢驗，故答案為：K＋，焰色反應。