Question

有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH₄^＋、K^＋、Na^＋、Mg^2＋、Ba^2＋、Fe^3＋、SO₄^2―、CO₃^2―、Cl^―和I^―。你取该溶液进行了以下实验：

（1）用pH试纸检验，表明溶液呈强酸性；

（2）取部分溶液，加入CCl₄及数滴氯水，经振荡后CCl₄层呈紫红色；

（3）另取部分溶液，加入稀NaOH 溶液使其变为碱性，溶液中无沉淀生成；

（4）取部分上述碱性溶液，加Na₂CO₃溶液有白色沉淀生成；

（5）将（3）得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝；

根据上述实验事实，你可知道该溶液中肯定含有的离子是①_______________；肯定不存在的离子②____________；还不能确定是否存在的离子是③_________，若要确定其中的阳离子可采用的方法④____________；写出第（2）步骤中的离子方程式是⑤____________________；第（5）步骤中得到的气体化学键类型是⑥_________________；

Answer

NH4+、Ba2+、I- Mg2+、Fe3+、 SO42-、CO32- K+、Na +、Cl- 焰色反应 2I-+Cl2=2Cl-+I2 极性共价键

【解析】根据相关离子和物质的性质，结合溶液的酸碱性、实验现象和溶液电中性分析解答。

溶液呈强酸性，说明溶液中肯定含有H+，而H+与CO32-发生反应而不能共存，说明溶液中肯定不含有CO32-；CCl4层呈紫红色，说明有I2，这是由于I-被氯气氧化所产生的，从而说明溶液中含有I-，而I-与Fe3+能发生氧化还原反应，而不能共存，说明溶液中肯定不含有Fe3+；根据实验（3）现象：溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，溶液均无沉淀产生，而Mg2+能与碱反应产生沉淀，说明溶液中肯定不含有Mg2+；取出部分上述碱性溶液加Na2CO3溶液后，有白色沉淀生成，说明溶液中肯定含有Ba2+，而Ba2+能与SO42-产生沉淀，说明溶液中不含CO32-和SO42-；将（3）得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则说明一定含有NH4+，综上所述：一定存在的离子是NH4+、Ba2+、I-，一定不存在的离子是Mg2+、Fe3+、SO42-、CO32-，而K+、Na +、Cl-不能确定；若要确定其中的阳离子可采用的方法焰色反应；第（2）步骤中的离子方程式是氯气氧化碘离子：2I-+Cl2=2Cl-+I2；第（5）步骤中得到的气体是氨气，化学键类型是极性共价键。

点睛：本题考查物质的检验及鉴别，把握常见离子的性质、离子之间的反应、离子检验等为推断的关键，侧重分析与推断能力的综合考查。注意进行离子推断时要遵循以下三条原则：①互斥性原则。判断出一定有某种离子存在时，将不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没有的离子；②电中性原则。溶液呈电中性，溶液中一定有阳离子和阴离子，不可能只有阳离子或阴离子③进出性原则。离子检验时，加入试剂会引入新的离子，某些离子在实验过程中可能消失(如溶液中的AlO2－在酸过量时转化为Al3＋)，则原溶液中是否存在该种离子无法判断。