Question

8．某溶液仅含下列离子中的几种，且所含各种离子的物质的量浓度均为0．lmol/L（忽略水的电离及离子的水解）．K⁺  Ag⁺  Mg²⁺  Al³⁺   NH₄⁺  Cl^-  CO₃^2-  NO₃^-  SO₄^2-  I^-
用如下各步实验分析该溶液组成：
①取5mL溶液，滴少量稀氨水，发现溶液中有沉淀生成，且离子种类增加．
②用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钻玻璃观察，火焰不显紫色．
③另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色．
④向步骤③实验所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
请回答下列问题：
（1）由步骤②判断，溶液中一定不含有的阳离子是K⁺；步骤③中生成无色气体的化学式是NO
（2）最终确定溶液中所含阴离子有Cl^-、I^-、NO₃^-、SO₄^2-
（3）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，得到的固体化学式为MgO．

Answer 1

分析 ①取该无色溶液5mL，说明一定不含有色的Cu²⁺，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加，说明增加的是NH₄⁺，所以原溶液中一定不含NH₄⁺，可能含有Mg²⁺、Al³⁺，不含NH₄⁺，CO₃^2-；
②用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钻玻璃观察，无紫色火焰，说明溶液中不含K⁺； 
③另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，说明有还原性离子I^-与NO₃^-、H⁺反应生成NO，即溶液中有I^-、NO₃^-；判断一定不含有Ag⁺；
④向③中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明有SO₄^2-；
根据以上分析进行解答．

解答 解：根据①取该无色溶液5mL可知一定不含有Cu²⁺，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加，说明增加的是NH₄⁺，所以原溶液中一定不含NH₄⁺，可能含有Mg²⁺、Al³⁺，不含NH₄⁺，CO₃^2-；②用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钻玻璃观察，无紫色火焰，说明没有K⁺； ③另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，说明有还原性离子I^-与NO₃^-、H⁺反应生成NO，即溶液中有I^-、NO₃^-；判断一定不含有Ag⁺；④向③中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明有SO₄^2-，
（1）用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钻玻璃观察，无紫色火焰，说明没有K⁺；③中加入少量盐酸生成无色气体，是I^-与NO₃^-和H⁺反应生成NO，其离子方程式为：6I^-+2NO₃^-+8H⁺═3I₂+2NO↑+4H₂O，
故答案为：K⁺；NO；
（2）由上述分析可知一定含有的阴离子I^-、NO₃^-，SO₄^2-，且各为0.1mol/L，依据电荷守恒可知，推断出的阳离子含有Mg²⁺、Al³⁺，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种-1价的阴离子为Cl^-，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是：Mg²⁺、Al³⁺，阴离子是：Cl^-、I^-、NO₃^-、SO₄^2-，
故答案为：Cl^-、I^-、NO₃^-、SO₄^2-；
（3）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，Mg²⁺、Al³⁺ 反应生成Mg（OH）₂，NaAlO₂，涉及的离子方程式为Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，沉淀为氢氧化镁，最终得到的固体为MgO，
故答案为：MgO．

点评 本题考查了常见离子的检验，题目难度中等，明确常见离子的性质及检验方法为解答关键，注意掌握某些特殊离子具有的性质，如颜色、两性、焰色反应的火焰颜色等，常常为此类题的突破口．