Question

某无色澄清溶液中，可能含有较大量的Cu²⁺、Ba²⁺、SO^2-₄、NO₃^-、I^-、Cl^-、H⁺、K⁺等离子中的两种或多种，为确定其组成，现做如下实验：
①取一定量的溶液加入适量Na₂SO₃后有气体产生，也有白色沉淀生成，再加盐酸沉淀不消失，过滤．
②在①滤液中先加入Ba（NO₂）₂溶液无明显现象，再加AgN0₃溶液，又有白色沉淀生成，继续加硝酸沉淀不消失．
回答下列问题：
（1）在第①步反应中生成的无色气体里易溶于水的气体是______，产生该气体的离子方程式为______，在第②步反应中生成的白色沉淀是______；
（2）由以上实验，可判断原溶液中一定含有的离子是______；一定不含有的离子是______．
（3）设计一个简单实验，对可能含有的离子进一步确认．

Answer 1

【答案】分析：依据溶液是无色这一条件判断溶液中不可能含有有色离子，
根据①中的现象推断溶液中含氢离子与加入的亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体，白色沉淀为亚硫酸钡，加入盐酸不消失说明溶液中含有硝酸根离子，酸溶液中把亚硫酸钡氧化为硫酸钡沉淀；
依据②中的现象证明溶液中不含硫酸根离子，加入硝酸银生成不溶于硝酸的沉淀，是氯化银沉淀，但氯离子的来源不能确定；
解答：解：无色澄清溶液中不可能含有形成溶液呈蓝色的Cu²⁺
①取一定量的溶液加入适量Na₂SO₃后有气体产生，则生成的气体是二氧化硫，说明原溶液中含有H⁺，也有白色沉淀生成说明原溶液中含有Ba²⁺，一定不含SO^2-₄离子，再加盐酸沉淀不消失，只能是原溶液中含有硝酸根离子和溶液中的氢离子形成了强氧化性的硝酸，可以把亚硫酸钡氧化为硫酸钡，才可以生成不溶于盐酸的沉淀，判断溶液中一定不含I^-；所以在第①步反应中生成的无色气体里易溶于水的气体是二氧化硫，产生二氧化硫气体的反应是SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O；
②在①滤液中先加入Ba（NO₂）₂溶液无明显现象进一步证明无硫酸根离子，再加AgN0₃溶液，又有白色沉淀生成，继续加硝酸沉淀不消失，证明是氯离子的性质，生成的沉淀是氯化银沉淀，但由于①步骤中加入了盐酸，所以氯离子的来源不能确定；
（1）在第①步反应中生成的无色气体里易溶于水的气体是二氧化硫，产生二氧化硫气体的反应是SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O；②中沉淀是AgCl
故答案为：SO₂ SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O   AgCl，②中沉淀是AgCl；
（2）综上所述：溶液中一定含有的离子是H⁺、Ba²⁺、NO₃^-；一定不含有I^-、SO₄^2-、Cu²⁺；可能存在的离子为Cl^-，K⁺；故答案为：H⁺、Ba²⁺、NO₃^-；I^-、SO₄^2-、Cu²⁺；
（3）可能存在的离子为Cl^-，K⁺；实验设计检验离子的存在，钾离子根据焰色反应来检验，利用氯离子遇硝酸酸化的硝酸银生成白色沉淀，证明氯离子的存在；用铂丝蘸取待测液在无色火焰上灼烧，隔着蓝色钴玻璃观看，火焰颜色呈紫色，说明溶液中含有钾离子，否则没有；另取原溶液少许于洁净的试管中，向试管中 滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，则含氯离子，否则没有．
故答案为：用铂丝蘸取待测液在无色火焰上灼烧，隔着蓝色钴玻璃观看，火焰颜色呈紫色，说明溶液中含有钾离子，否则没有；另取原溶液少许于洁净的试管中，向试管中 滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，则含氯离子，否则没有．
点评：本题考查了常见离子的检验方法，主要是离子性质、离子共存、离子检验的应用，综合性较强，需要熟练掌握元素化合物中的离子反应特征和离子检验．