Question

3．有一無(wú)色透明溶液，欲確定是否含有下列離子：K⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Ba²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、I^-、HCO₃^-，取該溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①取少量該溶液，加入NaOH溶液	有白色沉淀生成，當(dāng)NaOH過(guò)量時(shí)，沉淀部分溶解
②取少量該溶液，加入銅片和濃硫酸，加熱	有無(wú)色氣體產(chǎn)生，遇空氣可以變成紅棕色
③取少量該溶液，加入BaCl2溶液	有白色沉淀生成
④�、壑械纳蠈忧逡�，加入AgNO3溶液	有穩(wěn)定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸

已知：Al³⁺、Fe²⁺與HCO₃^-均不能大量共存．由此判斷：
（1）溶液中一定存在的離子是Mg²⁺、Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-；溶液中肯定不存在的離子是Fe²⁺、Ba²⁺、I^-、HCO₃^-．
（2）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)①中所有反應(yīng)的離子方程式：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（3）為進(jìn)一步確定其他離子，應(yīng)該補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)及對(duì)應(yīng)欲檢驗(yàn)離子的名稱
①焰色反應(yīng)，K⁺、②用硝酸酸化的AgNO₃，Cl^-．

Answer 1

分析 溶液無(wú)色，說(shuō)明不含F(xiàn)e²⁺，①取少量該溶液，加入NaOH溶液，白色沉淀生成，當(dāng)NaOH過(guò)量時(shí)，沉淀部分溶解，說(shuō)明含有Mg²⁺、Al³⁺，則不含有與Al³⁺發(fā)生互促水解的HCO₃^-；
②取少量該溶液，加入銅片和濃硫酸，加熱，有無(wú)色氣體產(chǎn)生，遇空氣可以變成紅棕色，說(shuō)明含有NO₃^-，
③取少量該溶液，加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說(shuō)明含有SO₄^2-，則不含Ba²⁺；
④�、壑械纳蠈忧逡�，加入AgNO₃溶液，有穩(wěn)定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，為AgCl沉淀，因加入氯化鋇，不能說(shuō)明含有Cl^-，可說(shuō)明不含I^-．以此解答該題．

解答 解：溶液無(wú)色，說(shuō)明不含F(xiàn)e²⁺，①取少量該溶液，加入NaOH溶液，白色沉淀生成，當(dāng)NaOH過(guò)量時(shí)，沉淀部分溶解，說(shuō)明含有Mg²⁺、Al³⁺，則不含有與Al³⁺發(fā)生互促水解的HCO₃^-；
②取少量該溶液，加入銅片和濃硫酸，加熱，有無(wú)色氣體產(chǎn)生，遇空氣可以變成紅棕色，說(shuō)明含有NO₃^-，
③取少量該溶液，加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說(shuō)明含有SO₄^2-，則不含Ba²⁺；
④�、壑械纳蠈忧逡海�加入AgNO₃溶液，有穩(wěn)定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，為AgCl沉淀，因加入氯化鋇，不能說(shuō)明含有Cl^-，可說(shuō)明不含I^-．
（1）由以上分析可知一定含有Mg²⁺、Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-，一定不含有Fe²⁺、Ba²⁺、I^-、HCO₃^-，
故答案為：Mg²⁺、Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-；Fe²⁺、Ba²⁺、I^-、HCO₃^-；
（2）溶液中含有Mg²⁺、Al³⁺，加入氫氧化鈉，發(fā)生Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，繼續(xù)加入氫氧化鈉發(fā)生Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；                    
（3）溶液中的K+在檢驗(yàn)過(guò)程中不能判斷，需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可以利用焰色反應(yīng)隔著鈷玻璃觀察為紫色火焰；為了檢驗(yàn)氯離子，可加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，
故答案為：焰色反應(yīng)，K⁺；   用硝酸酸化的AgNO₃，Cl^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)物的推斷，側(cè)重常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)和鑒別，是高考中的常見(jiàn)題型，綜合性強(qiáng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，掌握元素化合物性質(zhì)是關(guān)鍵，注意掌握常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)，難度中等．