Question

（1）将一定量的Fe粉、Cu粉、FeCl₃溶液、CuCl₂溶液混合于某容器中充分反应（假定容器不参与反应），判断下列情况下容器中金属离子与金属单质的存在情况：（用符号表示）
①若Fe粉有剩余，则容器中不可能有

 

；
②若FeCl₃有剩余，则容器中不可能有

 

；
③若CuCl₂有剩余，则容器中还可能有

 

．
（2）有一瓶无色澄清溶液，可能含NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、Cl^-、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，表明溶液呈酸性；
②取部分溶液，加入少量CCl₄及数滴新制的氯水，经振荡后静置，CCl₄层呈紫红色；
③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取部分上述呈碱性的溶液，加Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成；
⑤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：在溶液中肯定存在的离子有

 

，肯定不存在的离子有

 

，要确定是否存在的阴离子的实验方法是

 

．

Answer 1

分析：（1）在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，向装有氯化铁溶液的烧杯中，加入一定量的Cu和Fe的混合粉末，则铁和铜都能与氯化铁溶液反应．氧化性：FeCl₃＞CuCl₂＞FeCl₂，还原性Fe＞Cu，Fe有剩余，则Cu没有参加反应，溶液中不存在Fe³⁺、Cu²⁺，以此解答该题；
（2）根据实验①判断不存在的离子；根据实验②判断存在的离子；根据实验③判断不存在的离子；根据实验④判断存在的、不存在的离子；根据实验⑤判断存在的离子．

解答：解：（1）在金属活动性顺序中，铁在铜的前面，铁能与铜盐溶液发生置换反应，向装有氯化铁溶液的烧杯中，加入一定量的Cu和Fe的混合粉末，则铁优先于氯化铁发生反应生成氯化亚铁，然后铜与氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁，故滤液中一定含有氯化亚铁．若氯化铁与铁是恰好完全反应，则铜不参加反应，滤液中不含有氯化铜，故氯化铜可能存在；充分反应后发现烧杯底部仍有少量固体，则固体中一定含有铜；若铁量多，可能含有铁；有铜存在，则滤液中一定不含有氯化铁．由以上分析可知：
①反应后铁有剩余，Fe+2FeCl₃=3FeCl₂，Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，Fe³⁺，Cu²⁺都不能存在，溶液中有Fe²⁺、Cu；
故答案为：Fe³⁺、Cu²⁺；
②反应后有Fe³⁺，Fe+2FeCl₃=3FeCl₂，Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，则容器里不可能有Fe、Cu，一定含有Fe²⁺，所以不可能剩余Fe和Cu，故答案为：Fe和Cu；
③反应后有Cu²⁺，Fe+2FeCl₃=3FeCl₂，Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，则容器里不可能有Fe，一定含有Fe²⁺，不可能剩余Fe，可能存在Fe³⁺，故答案为：Fe²⁺、Fe³⁺；
（2）①溶液呈强酸性，所以溶液中不存在与强酸反应的CO₃^2-离子；
②碘离子能和氯水反应生成碘单质，碘在四氯化碳中呈紫色，通过实验现象判断，溶液中含有I^-；
③镁离子、铝离子、铁离子都和氢氧化钠反应生成沉淀，通过实验现象判断，溶液中不存在与氢氧根离子反应生成沉淀的Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺；
④钡离子和碳酸钠反应生成白色沉淀，通过实验现象判断，溶液中有与Na₂CO₃溶液反应生成白色沉淀的Ba²⁺，如果有Ba²⁺离子，溶液中就没有SO₄^2-；
⑤铵根离子在加热条件下与氢氧化钠反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的氨气，这是铵根离子的特征反应；
通过实验现象判断，溶液中有NH₄⁺，
通过以上现象不能判断溶液中是否含有K⁺、Na⁺、Cl^-；
所以在溶液中肯定存在的离子有I^-、NH₄⁺、Ba²⁺；肯定不存在的离子有SO₄^2-、CO₃^2-、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺；还不能确定是否存在的离子有K⁺、Na⁺、Cl^-；
确定阴离子氯离子的存在的方法：取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸，再滴加硝酸银溶液，如果有白色沉淀出现，说明含有该阴离子，否则不含有该阴离子，
故答案为：I^-、NH₄⁺、Ba²⁺；SO₄^2-、CO₃^2-、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺；取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸，再滴加硝酸银溶液，如果有白色沉淀出现，说明含有该阴离子，否则不含有该阴离子．

点评：本题考查氧化还原反应以及铁的单质化合物的性质，题目难度不大，本题关键是把握物质的氧化性、还原性强弱和常见离子的检验，考查物质的检验有：常见阳离子的检验、常见阴离子的检验、常见气体的检验；要注意的是：焰色反应是元素的性质不是单质的性质，要观察钾元素的焰色反应时，必须透过蓝色钴玻璃，除去钠元素的干扰，才能观察到钾元素焰色反应的颜色．