Question

欲确定某无色透明溶液中是否含有下列离子： Cl^－、I^-、SO₄^2-、HCO₃^-、NO₃^-、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Ba²⁺，取适量溶液分别装进①②③④号试管，进行如下实验，请依实验现象回答问题：

①加几滴石蕊试液, 溶液变红色

②浓缩，加Cu片和浓H₂SO₄，加热, 有无色气体产生，后在空气中又变成红棕色

③加BaCl₂溶液, 立即白色沉淀生成。取上层清液，加AgNO₃溶液, 出现白色沉淀，且不溶于HNO₃

④加NaOH溶液, 有白色沉淀生成，当NaOH过量时沉淀部分溶解

（1）溶液中肯定存在的离子是               。

（2）溶液中肯定不存在的离子是                  。

（3）为进一步确定其他离子，应该补充的实验是            。

（4）写出实验④中所有反应的离子方程式__________________

Answer

（1）NO3-、SO42-、Mg2+、Al3+

（2）I-、Ba2+、Fe2+、HCO3-

（3）焰色反应；取少量原溶液，加入Ba(NO3)2溶液后，取上层清夜加入AgNO3溶液和稀HNO3

（4）H++OH-=H2O；Mg2++2OH-= Mg(OH)2↓；Al3++OH-=Al(OH)3↓；Al(OH)3+OH一═2H2O+AlO2-

【解析】

试题分析：因是一无色透明溶液，则不含有Fe2+，①由于加几滴甲基橙，溶液显红色，证明溶液显酸性，故溶液中一定没有HCO3-；②由于取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓硫酸，产生了无色气体，且气体(NO)遇空气可以变成红棕色(二氧化氮)，说明原溶液中一定含有NO3-，故一定不会存在具有具有还原性的I-；③取少量该溶液，加BaCl2溶液后，有白色沉淀生成，则原溶液中一定含有SO42-，故一定没有钡离子；在上层清夜中，加AgNO3，有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，则含有Cl-，但是③中加入了氯化钡，无法证明原溶液中是否存在Cl-；④由于原溶液中，加入NaOH溶液有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解，则含有Al3+、Mg2+。

（1）根据以上分析可知，溶液中一定存在的离子有：NO3-、SO42- Mg2+、Al3+，故答案为：NO3-、SO42-、Mg2+、Al3+；

（2）溶液中肯定不存在的离子是I-、Ba2+、Fe2+、HCO3-，故答案为：I-、Ba2+、Fe2+、HCO3-；

（3）不能确定的是：Na+、Cl-，需要进一步检验Na+、Cl-，钠离子采用焰色反应检验，火焰呈现黄色； 氯离子检验方法是：取少量原溶液，加入Ba(NO3)2溶液后，取上层清液加入AgNO3溶液和稀HNO3，若有沉淀生成，证明存在氯离子，否则不存在，故答案为：焰色反应，取少量原溶液，加入Ba(NO3)2溶液后，取上层清液加入AgNO3溶液和稀HNO3；

（4）实验④中涉及的反应的离子方程式为H++OH-=H2O；Mg2++2OH-= Mg(OH)2↓；Al3++OH-=Al(OH)3↓；Al(OH)3+OH一═2H2O+AlO2-，故答案为：H++OH-=H2O；Mg2++2OH-= Mg(OH)2↓；Al3++OH-=Al(OH)3↓；Al(OH)3+OH一═2H2O+AlO2-。

【考点定位】考查离子的共存、常见离子的检验、离子方程式的书写

【名师点晴】本题考查离子的共存问题，关键是明确题中信息的挖掘和应用，并能够熟悉离子不能共存的常见的原因。常用的离子检验的方法归纳如下：1、颜色：铜离子为蓝色、铁离子为浅黄色、亚铁离子为浅绿色，高锰酸根离子为紫色。2、硫酸根离子：加入盐酸酸化，再加入氯化钡溶液，产生白色沉淀。3、氯离子：加入稀硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，产生白色沉淀。4、碳酸根离子：加入氯化钙，产生白色沉淀，沉淀溶于盐酸产生无色无味的能使澄清的石灰水变浑浊的气体。5、铝离子：加入氢氧化钠溶液，先产生沉淀后沉淀溶解。