Question

1．有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、AlO₂^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NO₃^-、Cl^-中的幾種，取該溶液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)．
（1）填表（填寫(xiě)離子符號(hào)或“無(wú)”）

序號(hào)	實(shí)驗(yàn)步驟	肯定不存在的離子
①	用pH試紙測(cè)得該溶液呈酸性
②	另取10mL該溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液從酸性逐漸變?yōu)閴A性，在整個(gè)滴加過(guò)程中無(wú)沉淀生成
③	往②所得溶液中加入足量Na2CO3溶液，過(guò)濾、洗滌、干燥，得到1.97g白色固體
④	另取10mL該溶液，加入濃NaOH溶液并加熱，收集到224mL，氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）
⑤	另取10mL該溶液，加入足量稀HNO3和AgNO3，產(chǎn)生2.87g白色沉淀

（2）根據(jù)以上事實(shí)，該溶液中肯定存在的離子是NH₄⁺、Ba²⁺、NO₃^-、Cl^-．
（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)未確定的其他離子是否存在：用潔凈的鉑絲蘸取原溶液進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察，若看到火焰呈紫色，則原溶液中含有K⁺，反之則無(wú)．
（4）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)③、④中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：
實(shí)驗(yàn)③Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；
實(shí)驗(yàn)④NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)①溶液呈強(qiáng)酸性，說(shuō)明溶液中肯定含有大量H⁺，而H⁺與CO₃^2-、AlO₂^-發(fā)生反應(yīng)而不能共存，說(shuō)明溶液中肯定不含CO₃^2-、AlO₂^-；
②另取10mL該溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液從酸性逐漸變?yōu)閴A性，在整個(gè)滴加過(guò)程中無(wú)沉淀生成，Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺能與堿反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，說(shuō)明溶液中肯定不含有Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺；
③往②所得溶液中加入足量Na₂CO₃溶液，過(guò)濾、洗滌、干燥，得到1.97g白色固體，該白色沉淀為碳酸鋇，物質(zhì)的量為：$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，說(shuō)明溶液中肯定含有Ba²⁺，而B(niǎo)a²⁺能與SO₄^2-產(chǎn)生沉淀，說(shuō)明溶液中不含SO₄^2-；
④另取10mL該溶液，加入濃NaOH溶液并加熱，收集到224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），該氣體為氨氣，則原溶液中一定含有NH₄⁺，物質(zhì)的量為：$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol；
⑤另取10mL該溶液，加入足量稀HNO₃和AgNO₃，產(chǎn)生2.87g白色沉淀，該白色沉淀為AgCl，物質(zhì)的量為：$\frac{2.87g}{143.5g/mol}$=0.02mol，說(shuō)明原溶液中一定含有Cl^-，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)①溶液呈強(qiáng)酸性，說(shuō)明溶液中肯定含有大量H⁺，而H⁺與CO₃^2-、AlO₂^-發(fā)生反應(yīng)而不能共存，說(shuō)明溶液中肯定不含CO₃^2-、AlO₂^-，
故答案為：CO₃^2-、AlO₂^-；
②另取10mL該溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液從酸性逐漸變?yōu)閴A性，在整個(gè)滴加過(guò)程中無(wú)沉淀生成，Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺能與堿反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，說(shuō)明溶液中肯定不含有Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺，
故答案為：Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺；
③往②所得溶液中加入足量Na₂CO₃溶液，過(guò)濾、洗滌、干燥，得到1.97g白色固體，該白色沉淀為碳酸鋇，物質(zhì)的量為：$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，說(shuō)明溶液中肯定含有Ba²⁺，而B(niǎo)a²⁺能與SO₄^2-產(chǎn)生沉淀，說(shuō)明溶液中不含SO₄^2-，
故答案為：SO₄^2-；
④另取10mL該溶液，加入濃NaOH溶液并加熱，收集到224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），該氣體為氨氣，則原溶液中一定含有NH₄⁺，物質(zhì)的量為：$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，據(jù)此無(wú)法判斷不存在的離子，
故答案為：無(wú)；
⑤另取10mL該溶液，加入足量稀HNO₃和AgNO₃，產(chǎn)生2.87g白色沉淀，該白色沉淀為AgCl，物質(zhì)的量為：$\frac{2.87g}{143.5g/mol}$=0.02mol，說(shuō)明原溶液中一定含有Cl^-，據(jù)此無(wú)法判斷不存在的離子，
故答案為：無(wú)；
（2）根據(jù)（1）的分析可知，原溶液中存在0.01molBa²⁺、0.01molNH₄⁺、0.02molCl^-，陽(yáng)離子所帶電荷的總物質(zhì)的量大于陰離子，且溶液中還存在氫離子，可能存在鉀離子，所以原溶液中一定還處在NO₃^-，即該溶液中肯定存在的離子是：NH₄⁺、Ba²⁺、NO₃^-、Cl^-，
故答案為：NH₄⁺、Ba²⁺、NO₃^-、Cl^-；
（3）根據(jù)分析可知，不能確定的離子為K⁺，可用潔凈的鉑絲蘸取原溶液進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察，若看到火焰呈紫色，則原溶液中含有K⁺，反之則無(wú)，
故答案為：用潔凈的鉑絲蘸取原溶液進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察，若看到火焰呈紫色，則原溶液中含有K⁺，反之則無(wú)；
（4）③中鋇離子與碳酸根離子反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；
④中氯化銨在加熱條件下與氫氧化鈉溶液反應(yīng)放出氨氣，反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，
故答案為：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法，題目難度中等，明確常見(jiàn)離子的性質(zhì)及檢驗(yàn)方法為解答關(guān)鍵，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及邏輯推理能力．