Question

在含有Na⁺的无色澄清溶液中，还可能含有下表中的部分离子。

阳离子	K^+	Ag^+	Ca^2^+	Ba^2^+	Fe^3^+
阴离子	NO3^-	CO3^2^-	SiO3^2^-	SO4^2^-	Cl^-

为此某同学设计如下实验进行验证：

（ⅰ）向该溶液中加入足量稀盐酸，生成白色胶状沉淀并放出无色无味气体。

（ⅱ）待反应完全后，对（ⅰ）进行过滤，取少量（ⅰ）的滤液，滴加AgNO₃溶液，有不溶于稀HNO₃的白色沉淀生成。

（ⅲ）另取少量（ⅰ）的滤液，滴加BaCl₂溶液，无明显现象。

回答下列问题：

（1）无需通过实验就能确定不存在的离子是___。

（2）该溶液中一定存在的阴离子有__，一定不存在的阴离子有___。

（3）实验（ⅰ）中生成沉淀的离子方程式为__。

（4）请设计实验验证溶液中是否存在K⁺__。

Answer

Fe3+ CO32-、SiO32- SO42- SiO32-+H2O=H2SiO3↓ 用洁净的铂丝蘸取少量溶液，在酒精灯上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，若焰色反应为紫色，则溶液中含有K+

【解析】

根据溶液的颜色、实验过程中离子反应及离子共存的规律，对实验中各离子检验进行分析，判断溶液中一定存在什么离子、可能存在什么离子、一定不存在什么离子，据此分析。

根据题意“溶液为无色澄清溶液”可以知道：溶液中含有的离子一定能够大量共存，且不含有颜色的Fe3+；由实验（ⅰ）可以知道，加入足量稀盐酸，生成白色胶状沉淀并放出无色无味气体该溶液中一定含有CO32-、SiO32-，发生反应CO32-+2H+=H2O+CO2↑、SiO32-+2H+=H2SiO3↓，Ca2+、Ag+、Ba2+与CO32-、SiO32-不能共存，则溶液中不存在Ca2+、Ag+、Ba2+，根据溶液为电中性，则一定含有阳离子，故一定含有K+；

（ⅱ）待反应完全后，对（ⅰ）进行过滤，取少量（ⅰ）的滤液，滴加AgNO3溶液，有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成，则滤液中含有Cl-，但由于（ⅰ）中加入稀盐酸，则也可能来自于稀盐酸，不能说明原溶液中含有Cl-；

（ⅲ）另取少量（ⅰ）的滤液，滴加BaCl2溶液，无明显现象，证明原溶液中不含SO42-；

上述实验中不能证明是否含有NO3-、Cl-，故不一定含有NO3-、Cl-；

（1）无需通过实验就能确定不存在的离子是Fe3+；

（2）该溶液中一定存在的阴离子有CO32-、SiO32-，一定不存在的阴离子有SO42-；

（3）实验（ⅰ）中盐酸与SiO32-反应生成硅酸，生成沉淀的离子方程式为SiO32-+H2O=H2SiO3↓；

（4）通过焰色试验验证溶液中是否存在K+：用洁净的铂丝蘸取少量溶液，在酒精灯上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，若焰色反应为紫色，则溶液中含有K+。