Question

（1）將一定量的Fe粉、Cu粉、FeCl₃溶液、CuCl₂溶液混合于某容器中充分反應(yīng)（假定容器不參與反應(yīng)），判斷下列情況下容器中金屬離子與金屬單質(zhì)的存在情況：（用符號表示）
①若Fe粉有剩余，則容器中不可能有

 

；
②若FeCl₃有剩余，則容器中不可能有

 

；
③若CuCl₂有剩余，則容器中還可能有

 

．
（2）有一瓶無色澄清溶液，可能含NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、Cl^-、I^-中的一種或幾種，取該溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①用pH試紙檢驗(yàn)，表明溶液呈酸性；
②取部分溶液，加入少量CCl₄及數(shù)滴新制的氯水，經(jīng)振蕩后靜置，CCl₄層呈紫紅色；
③取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液從酸性逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閴A性，在滴加過程中及滴加完畢后，溶液中均無沉淀生成；
④取部分上述呈堿性的溶液，加Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成；
⑤將③得到的堿性溶液加熱，有氣體放出，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)．
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)確定并回答：在溶液中肯定存在的離子有

 

，肯定不存在的離子有

 

，要確定是否存在的陰離子的實(shí)驗(yàn)方法是

 

．

Answer 1

分析：（1）在金屬活動(dòng)性順序中，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來，向裝有氯化鐵溶液的燒杯中，加入一定量的Cu和Fe的混合粉末，則鐵和銅都能與氯化鐵溶液反應(yīng)．氧化性：FeCl₃＞CuCl₂＞FeCl₂，還原性Fe＞Cu，F(xiàn)e有剩余，則Cu沒有參加反應(yīng)，溶液中不存在Fe³⁺、Cu²⁺，以此解答該題；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)①判斷不存在的離子；根據(jù)實(shí)驗(yàn)②判斷存在的離子；根據(jù)實(shí)驗(yàn)③判斷不存在的離子；根據(jù)實(shí)驗(yàn)④判斷存在的、不存在的離子；根據(jù)實(shí)驗(yàn)⑤判斷存在的離子．

解答：解：（1）在金屬活動(dòng)性順序中，鐵在銅的前面，鐵能與銅鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)，向裝有氯化鐵溶液的燒杯中，加入一定量的Cu和Fe的混合粉末，則鐵優(yōu)先于氯化鐵發(fā)生反應(yīng)生成氯化亞鐵，然后銅與氯化鐵反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞鐵，故濾液中一定含有氯化亞鐵．若氯化鐵與鐵是恰好完全反應(yīng)，則銅不參加反應(yīng)，濾液中不含有氯化銅，故氯化銅可能存在；充分反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)燒杯底部仍有少量固體，則固體中一定含有銅；若鐵量多，可能含有鐵；有銅存在，則濾液中一定不含有氯化鐵．由以上分析可知：
①反應(yīng)后鐵有剩余，F(xiàn)e+2FeCl₃=3FeCl₂，Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，F(xiàn)e³⁺，Cu²⁺都不能存在，溶液中有Fe²⁺、Cu；
故答案為：Fe³⁺、Cu²⁺；
②反應(yīng)后有Fe³⁺，F(xiàn)e+2FeCl₃=3FeCl₂，Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，則容器里不可能有Fe、Cu，一定含有Fe²⁺，所以不可能剩余Fe和Cu，故答案為：Fe和Cu；
③反應(yīng)后有Cu²⁺，F(xiàn)e+2FeCl₃=3FeCl₂，Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，則容器里不可能有Fe，一定含有Fe²⁺，不可能剩余Fe，可能存在Fe³⁺，故答案為：Fe²⁺、Fe³⁺；
（2）①溶液呈強(qiáng)酸性，所以溶液中不存在與強(qiáng)酸反應(yīng)的CO₃^2-離子；
②碘離子能和氯水反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘在四氯化碳中呈紫色，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷，溶液中含有I^-；
③鎂離子、鋁離子、鐵離子都和氫氧化鈉反應(yīng)生成沉淀，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷，溶液中不存在與氫氧根離子反應(yīng)生成沉淀的Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺；
④鋇離子和碳酸鈉反應(yīng)生成白色沉淀，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷，溶液中有與Na₂CO₃溶液反應(yīng)生成白色沉淀的Ba²⁺，如果有Ba²⁺離子，溶液中就沒有SO₄^2-；
⑤銨根離子在加熱條件下與氫氧化鈉反應(yīng)生成能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氨氣，這是銨根離子的特征反應(yīng)；
通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷，溶液中有NH₄⁺，
通過以上現(xiàn)象不能判斷溶液中是否含有K⁺、Na⁺、Cl^-；
所以在溶液中肯定存在的離子有I^-、NH₄⁺、Ba²⁺；肯定不存在的離子有SO₄^2-、CO₃^2-、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺；還不能確定是否存在的離子有K⁺、Na⁺、Cl^-；
確定陰離子氯離子的存在的方法：取少量溶液于試管中，滴加稀硝酸，再滴加硝酸銀溶液，如果有白色沉淀出現(xiàn)，說明含有該陰離子，否則不含有該陰離子，
故答案為：I^-、NH₄⁺、Ba²⁺；SO₄^2-、CO₃^2-、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺；取少量溶液于試管中，滴加稀硝酸，再滴加硝酸銀溶液，如果有白色沉淀出現(xiàn)，說明含有該陰離子，否則不含有該陰離子．

點(diǎn)評：本題考查氧化還原反應(yīng)以及鐵的單質(zhì)化合物的性質(zhì)，題目難度不大，本題關(guān)鍵是把握物質(zhì)的氧化性、還原性強(qiáng)弱和常見離子的檢驗(yàn)，考查物質(zhì)的檢驗(yàn)有：常見陽離子的檢驗(yàn)、常見陰離子的檢驗(yàn)、常見氣體的檢驗(yàn)；要注意的是：焰色反應(yīng)是元素的性質(zhì)不是單質(zhì)的性質(zhì)，要觀察鉀元素的焰色反應(yīng)時(shí)，必須透過藍(lán)色鈷玻璃，除去鈉元素的干擾，才能觀察到鉀元素焰色反應(yīng)的顏色．