Question

8．有一瓶无色澄清的溶液，其中可能含NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Mg²⁺、H⁺、Cu²⁺、CO₃^2-、I^-中的一种或几种，取该溶液进行如下实验：
①用pH试纸检验，表明溶液呈强酸性
②取部分溶液，加入少量的CCl₄及数滴新制的氯水，振荡后CCl₄层显紫红色
③另取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐转变为碱性，在滴加过程中及滴加完毕后，溶液中均无沉淀生成
④将③得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．
根据上述实验事实确定并回答：
（1）在溶液中，肯定存在的有NH₄⁺、H⁺、I^-，肯定不存在的离子有Cu²⁺、CO₃^2-、Mg²⁺．
（2）写出实验④中的离子反应方程式NH₄⁺+OH^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，
（3）不能确定是否存在的离子有K⁺、Na⁺．请设计简单实验方案证明它（们）是否存在（写出实验方法、现象、结论）作焰色反应实验，若火焰呈黄色证明有Na⁺存在，再透过蓝色钴玻璃，若火焰呈紫色证明有K⁺存在．

Answer 1

分析 无色澄清的溶液，一定不含有离子Cu²⁺，因为铜离子为蓝色；
①用pH试纸检验，表明溶液呈现强酸性，碳酸根离子能够与氢离子反应，在溶液中不会存在；
②四氯化碳溶液呈紫红色，说明加入氯水后有碘单质生成，原溶液中一定含有碘离子；
③加入氢氧化钠溶液的过程中没有沉淀生成，说明一定不存在Mg²⁺；
④加热该碱性溶液生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体为氨气，证明溶液中存在铵根离子，据此结合各小题解答即可．

解答 解：溶液无色，一定不存在离子Cu²⁺，
①溶液呈现强酸性，碳酸根离子能够与氢离子反应，在溶液中不会存在；
②四氯化碳溶液呈紫红色，原溶液中一定含有碘离子；
③加入氢氧化钠溶液的过程中没有沉淀生成，说明一定不存在Mg²⁺；
④使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，证明溶液中存在铵根离子，
（1）依据此分析可知，溶液中一定存在NH₄⁺、H⁺、I^-，一定不存在Cu²⁺、CO₃^2-、Mg²⁺，故答案为：NH₄⁺、H⁺、I^-；Cu²⁺、CO₃^2-、Mg²⁺；
（2）NH₄⁺与氢氧根加热反应生成氨气，反应的离子方程式为：NH₄⁺+OH^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，
故答案为：NH₄⁺+OH^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
（3）根据以上分析可知，无法确定原溶液中是否存在K⁺和Na⁺，实验室中检验钠离子、钾离子时，通常采用焰色反应，注意观察钾离子的焰色反应火焰颜色时，需要通过蓝色的钴玻璃观察，
故答案为：K⁺、Na⁺；作焰色反应实验，若火焰呈黄色证明有Na⁺存在，再透过蓝色钴玻璃，若火焰呈紫色证明有K⁺存在．

点评 本题主要考查了常见离子的检验方法，题目难度中等，注意掌握常见离子的化学性质及检验方法，能够根据离子共存、离子反应现象判断离子共存情况，明确检验离子时，必须排除干扰离子，确保检验方案的严密性．