Question

有一透明溶液，欲確定是否含有下列離子：Fe³⁺、Al³⁺、NO₂^-、Ba²⁺、Fe²⁺、H⁺、NO₃^-、SO₄^2-、C1^-、HCO₃^-，取該溶液進行如下實驗

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）向溶液中滴入碘化鉀淀粉試液	無明顯現象
（3）取少量該溶液，加硫氰化鉀溶液	開始無明顯現象，通入氯氣后溶液變血紅色
（4）取少量該溶液，加BaCl2溶液	有白色沉淀生成
（5）取（4）中的溶液，加AgNO3溶液	有白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸
（6）取少量該溶液，加入Na2O2固體	有淺紅褐色沉淀生成，再加入NaOH溶液沉淀部分溶解

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）分別寫出（6）中生成的褐色沉淀的離子方程式______．
（3）為進一步確定其它離子，應該補充的實驗步驟是______．

Answer 1

解：欲確定是否含有下列離子：Fe³⁺、Al³⁺、NO₂^-、Ba²⁺、Fe²⁺、H⁺、NO₃^-、SO₄^2-、C1^-、HCO₃^-，關鍵題干條件，溶液是一透明溶液，說明離子生成沉淀的不能存在；
（1）取少量該溶液，加幾滴甲基橙，溶液變紅色證明溶液呈酸性存在H⁺；依據離子共存判斷一定不含有HCO₃^-；
（2）向溶液中滴入碘化鉀淀粉試液，無明顯現象，證明一定不存在Fe³⁺、NO₃^-；
（3）取少量該溶液，加硫氰化鉀溶液，開始無明顯現象，通入氯氣后溶液變血紅色證明一定含有Fe²⁺；
（4）取少量該溶液，加BaCl₂溶液有白色沉淀生成，判斷一定含SO₄^2-；依據離子共存分析，一定不含有Ba²⁺；
（5）取（4）中的溶液，加AgNO₃溶液有白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，證明含有氯離子，不含有NO₂^-；但（4）加入氯化鋇中含氯離子，不能確定是否含有氯離子；
（6）取少量該溶液，加入Na₂O₂固體有淺紅褐色沉淀生成，證明亞鐵離子被氧化為鐵離子后和堿反應生成氫氧化鐵沉淀，再加入NaOH溶液沉淀部分溶解，說明原溶液中含Al³⁺；
（1）溶液中一定含有的離子是：Fe²⁺、H⁺、Al³⁺、SO₄^2-；一定不含有的離子：Fe³⁺、NO₂^-、Ba²⁺、NO₃^-、HCO₃^-，故答案為：Fe²⁺、H⁺、Al³⁺、SO₄^2-；Fe³⁺、NO₂^-、Ba²⁺、NO₃^-、HCO₃^-；
（2）（6）中生成的褐色沉淀的反應是過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，氧氣氧化亞鐵離子為三價鐵離子，和氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化鐵沉淀，反應的離子方程式為：
2Fe²⁺+Na₂O₂+2H₂O+2OH^-=2Fe（OH）₃↓+2Na⁺，故答案為：2Fe²⁺+Na₂O₂+2H₂O+2OH^-=2Fe（OH）₃↓+2Na⁺；
（3）溶液中的氯離子不能確定，為進一步確定其它離子，應該補充的實驗步驟為，取少量原溶液，加入足量的硝酸鋇溶液除去硫酸根離子，過濾，往濾液中加入硝酸銀溶液，再加入稀硝酸，白色沉淀不溶解證明含有氯離子，
故答案為：取少量原溶液，加入足量的硝酸鋇溶液除去硫酸根離子，過濾，往濾液中加入硝酸銀溶液，再加入稀硝酸，白色沉淀不溶解證明含有氯離子．
分析：欲確定是否含有下列離子：Fe³⁺、Al³⁺、NO₂^-、Ba²⁺、Fe²⁺、H⁺、NO₃^-、SO₄^2-、C1^-、HCO₃^-，關鍵題干條件，溶液是一透明溶液，說明離子生成沉淀的不能存在；
（1）取少量該溶液，加幾滴甲基橙，溶液變紅色證明溶液呈酸性存在H⁺；依據離子共存判斷一定不含有HCO₃^-；
（2）向溶液中滴入碘化鉀淀粉試液，無明顯現象，證明一定不存在Fe³⁺、NO₃^-；
（3）取少量該溶液，加硫氰化鉀溶液，開始無明顯現象，通入氯氣后溶液變血紅色證明一定含有Fe²⁺；
（4）取少量該溶液，加BaCl₂溶液有白色沉淀生成，判斷一定含SO₄^2-；依據離子共存分析，一定不含有Ba²⁺；
（5）取（4）中的溶液，加AgNO₃溶液有白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，證明含有氯離子，不含有NO₂^-；但（4）加入氯化鋇中含氯離子，不能確定是否含有氯離子；
（6）取少量該溶液，加入Na₂O₂固體有淺紅褐色沉淀生成，證明亞鐵離子被氧化為鐵離子后和堿反應生成氫氧化鐵沉淀，再加入NaOH溶液沉淀部分溶解，說明原溶液中含Al³⁺．
點評：本題考查了常見離子的檢驗方法和實驗驗證，離子的性質是解題關鍵，注意干擾離子的作用，分析現象逐一分析排除，題目難度中等．