Question

有一瓶澄清透明的混合溶液，可能含有大量下列离子：K⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Na⁺、SO₃^2-、CO₃^2-、Cl^-
使用pH试纸检测，pH约为11．回答下列问题：
（1）简述使用pH试纸检测溶液酸碱性的操作

 

．请用离子方程式表示溶液的pH为11的原因

 

．
（2）若取少量该溶液加入氯化钡产生白色沉淀：过滤后向滤液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液有沉淀产生，通过以上实验可判断该溶液中一定不存在的离子有：

 

；溶液中可能存在的离子是

 

．
（3）若要进一步检测溶液中存在的阴离子，请你设计实验操作是

 

．
（4）要想检测溶液中存在的阳离子，需要的实验用品有：

 

．
（5）若溶液敞口放置会发生变质，发生的反应用离子方程式表示为：

 

．

Answer 1

分析：pH约为11，证明溶液为为碱性溶液，与OH^-反应的离子不能大量存在；
（1）根据pH试纸检验溶液的操作方法完成；根据题中提供的离子判断溶液显示碱性的原因，然后写出水解的离子方程式；
（2）根据题中信息及离子共存判断溶液中一定不存在的离子和可能存在的离子；
（3）可能存在的阴离子为氯离子、亚硫酸根离子和碳酸根离子，根据离子方法设计实验方案检验离子的存在情况；
（4）利用焰色反应检验钾离子和钠离子，根据焰色反应操作中需要的仪器完成需要的实验用品；
（5）亚硫酸根离子具有较强的还原性，容易被空气中的氧气氧化，据此写出反应的离子方程式．

解答：解：使用pH试纸检测，pH约为11，证明溶液为碱性，结合题干中提供的离子可知，溶液中一定存在弱酸根离子：至少存在SO₃^2-、CO₃^2-中的一种或两种，
（1）使用pH试纸测定溶液酸碱性的方法为：取一片pH试纸放在表面皿（或玻璃片）上，用玻璃棒蘸取待测液漓到试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较；溶液显示碱性的原因是碳酸根离子或者亚硫酸根离子发生水解，反应的离子方程式为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，
故答案为：取一片pH试纸放在表面皿（或玻璃片）上，用玻璃棒蘸取待测液漓到试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-；
（2）加入氯化钡溶液产生白色沉淀，溶液中一定至少存在SO₃^2-、CO₃^2-中的一种或两种，所以一定不会存在与SO₃^2-、CO₃^2-离子反应离子：Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺；溶液中可能存在离子为：K⁺、Na⁺、SO₃^2-、CO₃^2-、Cl^-，
故答案为：Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺；K⁺、Na⁺、SO₃^2-、CO₃^2-、Cl^-；
（3）溶液中可能存在的阴离子离子为：SO₃^2-、CO₃^2-、Cl^-，进一步检测溶液中存在的阴离子方法为：取少量待测液加入硝酸钡有白色沉淀，过滤后向滤液中加热硝酸银溶液有白色沉淀，证明有氯离子；取适量待测液加入盐酸，产生的气体通入品红溶液中，品红褪色，则有SO₃^2-；再通入足量酸性高锰酸钾溶液，最后通过澄清石灰水变浑浊，则有CO₃^2-，
故答案为：取少量待测液加入硝酸钡有白色沉淀，过滤后向滤液中加热硝酸银溶液有白色沉淀，证明有氯离子；
取适量待测液加入盐酸，产生的气体通入品红溶液中，品红褪色，则有SO₃^2-；再通入足量酸性高锰酸钾溶液，最后通过澄清石灰水变浑浊，则有CO₃^2-；
（4）可能存在的阳离子为：K⁺、Na⁺，可以通过焰色反应进行检验，做焰色反应使用到的仪器有：铂丝（或无锈铁丝）、蓝色钴玻璃、酒精灯、盐酸，
故答案为：铂丝（或无锈铁丝）、蓝色钴玻璃、酒精灯、盐酸；
（5）亚硫酸根离子容易被空气中的氧气氧化成硫酸根离子，反应的离子方程式为：2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-，
故答案为：2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-．

点评：本题考查了常见离子的检验方法，题目难度中等，要求学生熟练掌握常见的离子检验方法，试题培养了学生灵活应用所学知识解决实际问题的能力．