Question

有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Ba²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、I^-、HCO₃^-，取该溶液进行实验：

实验步骤	实验现象
（1）取少量该溶液，测定溶液pH	pH=0
（2）取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓 H2SO4，加热	有无色气体产生，气体遇空气变成红棕色
（3）取少量该溶液，加少量BaCl2溶液	有白色沉淀
（4）取（3）中上层清液，加足量AgNO3溶液	有白色沉淀，且不溶于稀HNO3
（5）取少量该溶液，加NaOH溶液	有白色沉淀，NaOH过量时沉淀部分溶解

由此判断：
（1）溶液中肯定不存在的离子有

 

，溶液中肯定存在的离子是

 

．
（2）请设计实验验证其中可能存在的阴离子的方法（写明操作、现象、结论）

 

．

Answer 1

考点：常见离子的检验方法

专题：离子反应专题

分析：（1）无色溶液中，有色离子不存在，氢氧化铝是两性氧化物，能溶于强碱中，白色且不溶于硝酸的白色沉淀是氯化银或者是硫酸钡，在酸性环境下，能和氢离子反应的离子不共存，根据离子反应的现象以及离子共存的知识加以分析，因是无色透明溶液，则不含有Fe²⁺，
由（1）取少量该溶液，测定溶液pH为0，说明溶液显示强酸性，所以HCO₃^-不存在；
由（2）取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓硫酸，加热有无色气体产生，气体（NO）遇空气可以变成红棕色（二氧化氮），说明溶液中含有NO₃^-，则一定不含有I^-；
由（3）取少量该溶液，加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，则含有SO₄^2-，Ba²⁺一定不存在；
由（4）取（3）中的上层清夜，加AgNO₃，有的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，则含有Cl^-，由于（3）中加入了氯化钡，无法证明原溶液中是否存在氯离子；
由（5）取少量该溶液，加入NaOH溶液有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解，则含有铝离子、镁离子，根据以上分析完成．

解答： 解：（1）因是无色透明溶液，则不含有Fe²⁺，
（1）取少量该溶液，测定溶液pH微0，说明溶液显示酸性，所以HCO₃^-不存在；
（2）取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓硫酸，加热有无色气体产生，气体（NO）遇空气可以变成红棕色（二氧化氮），说明溶液中含有NO₃^-，则一定不含有I^-；
（3）取少量该溶液，加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，则含有SO₄^2-，Ba²⁺和SO₄^2-不能共存，故一定无Ba²⁺；
（4）取（3）中的上层清夜，加AgNO₃，有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，则含有Cl^-，由于（3）中加入了氯化钡，无法证明原溶液中是否存在氯离子；
（5）取少量该溶液，加入NaOH溶液有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解，则含有铝离子、镁离子；
（1）综上可知，溶液中一定存在的离子是：NO₃^-、SO₄^2- Mg²⁺、Al³⁺，溶液中肯定不存在的离子是：I^-、Ba²⁺、Fe²⁺、HCO₃^-，不能确定的有：K⁺、Cl^-，
故答案为：I^-、Ba²⁺、Fe²⁺、HCO₃^-；NO₃^-、SO₄^2- Mg²⁺、Al³⁺；
（2）溶液中的可能存在的阴离子是Cl^-，检验时应排除硫酸根离子的干扰．检验方法是为：取少许原溶液加足量的硝酸钡溶液，过滤后，向滤液中（或取上层清液）滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若出现白色沉淀则说明含有Cl^-，反之则没有，
故答案为：Cl^-检验：取少许原溶液加足量的硝酸钡溶液，过滤后，向滤液中（或取上层清液）滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若出现白色沉淀则说明含有Cl^-，反之则没有．

点评：本题考查离子的共存问题，明确题中信息的挖掘和应用是解答的关键，并熟悉离子不能共存的常见的原因即可解答．