Question

有一透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Ba²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、I^-、HCO₃^-，取该溶液的实验如下：

实验步骤	实验现象
（1）取少量该溶液，加入NaOH溶液	有白色沉淀生成，沉淀颜色逐渐变成灰绿色，最终变为红褐色，当NaOH过量时，沉淀部分溶解
（2）取少量该溶液，加入稀硫酸	有无色气体产生，气体遇空气变成红棕色；溶液变成黄色，且产生白色沉淀
（3）取（2）中的上层清夜，加CCl4	有机层仍为无色

由此判断：

（1）溶液中一定存在的阳离子有_____；溶液中肯定不存在的离子是：______．

（2）为了进一步确定不能确定的阴离子是否存在，应补充的实验操作为____________________________________________________________________.

（3）写出（1）步中沉淀颜色发生变化的反应的化学方程式：_______________________．

（4）写出（2）步中产生无色气体的反应的离子方程式：______．

（5）取（1）中加入过量NaOH溶液后的上层清液，通入过量的CO₂气体，产生白色沉淀，写出产生白色沉淀的反应的离子方程式__________________________________________。

Answer

Al3+、Fe2+、Ba2+ SO42-、I-、HCO3- 取少量原溶液于一洁净试管中，向其中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则含有Cl—，否则没有。 4Fe(OH)2+O2+2H2O ==4Fe(OH)3 3Fe2++4H++NO3—==3Fe3++NO↑+2H2O AlO2—+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3—

【解析】步骤(1)取少量该溶液，加入NaOH溶液，有白色沉淀生成，沉淀颜色逐渐变成灰绿色，最终变为红褐色，说明一定含有Fe2+，当NaOH过量时，沉淀部分溶解，说明一定含有Al3+，则一定没有HCO3-；步骤(2)取少量该溶液，加入稀硫酸，有无色气体产生，气体遇空气变成红棕色，说明生成的无色气体为一氧化氮，说明含有NO3-；溶液变成黄色，说明可能含有I-，且产生白色沉淀，说明一定含有Ba2+，说明一定不存在SO42-；步骤(3)取步骤(2)中的上层清夜，加CCl4，有机层仍为无色，说明一定不含I-。

(1)根据上述分析，溶液中一定存在的阳离子有Al3+、Fe2+、Ba2+；溶液中肯定不存在的离子有SO42-、I-、HCO3-，故答案为：Al3+、Fe2+、Ba2+ ；SO42-、I-、HCO3-；

(2)为了进一步确定不能确定的阴离子Cl—是否存在，可以取少量原溶液于一洁净试管中，向其中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则含有Cl—，否则没有，故答案为：取少量原溶液于一洁净试管中，向其中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则含有Cl—，否则没有；

(3)第(1)步氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化，因此沉淀颜色发生变化的反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O ==4Fe(OH)3，故答案为：4Fe(OH)2+O2+2H2O ==4Fe(OH)3；

(4)第(2)步中硝酸与亚铁离子发生氧化还原反应，生成一氧化氮气体，反应的离子方程式为3Fe2++4H++NO3—==3Fe3++NO↑+2H2O，故答案为：3Fe2++4H++NO3—==3Fe3++NO↑+2H2O；

(5)步骤(1)中加入过量NaOH溶液后的上层清液中含有偏铝酸钠，通入过量的CO2气体，产生白色沉淀，反应的离子方程式为AlO2—+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3—，故答案为：AlO2—+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3—。