Question

有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Ba²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、I^-、HCO₃^-，取该溶液的实验如下：

实验步骤

实验现象

（1）取少量该溶液，加几滴甲基橙

溶液变红色

（2）取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓硫酸，加热

有无色气体产生，气体遇空气可以变成红棕色

（3）取少量该溶液，加BaCl2溶液

有白色沉淀生成

（4）取（3）中的上层清夜，加AgNO3

有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸

（5）取少量该溶液，加入NaOH溶液

有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解

由此判断：
（1）溶液中一定存在的离子是

NO₃^-、SO₄^2-、Mg²⁺、Al³⁺

；溶液中肯定不存在的离子是：

I^-、Ba²⁺、Fe²⁺、HCO₃^-

．
（2）写出（3）步的离子方程式：

SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓

．
（3）写出（5）步沉淀部分溶解的离子方程式：

Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-

．

Answer 1

分析：无色溶液中，有色离子不存在，氢氧化铝是两性氧化物，能溶于强碱中，白色且不溶于硝酸的白色沉淀是氯化银或者是硫酸钡，在酸性环境下，能和氢离子反应的离子不共存，根据离子反应的现象以及离子共存的知识加以分析．

解答：解：因是一无色透明溶液，则不含有Fe²⁺，
由（1）取少量该溶液，加几滴甲基橙，溶液显红色，说明溶液显示酸性，所以HCO₃^-不存在；
由（2）取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓硫酸，加热有无色气体产生，气体（NO）遇空气可以变成红棕色（二氧化氮），说明溶液中含有NO₃^-，则一定不含有I^-；
由（3）取少量该溶液，加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，则含有SO₄^2-；
由（4）取（3）中的上层清夜，加AgNO₃，有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，则含有Cl^-，所加的氯化钡中含有Cl^-，所以原离子中的Cl^-是否存在不确定；
由（5）取少量该溶液，加入NaOH溶液有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解，则含有铝离子、镁离子．
（1）综上可知，溶液中一定存在的离子是NO₃^-、SO₄^2- Mg²⁺、Al³⁺，溶液中肯定不存在的离子是I^-、Ba²⁺、Fe²⁺、HCO₃^-，故答案为：NO₃^-、SO₄^2- Mg²⁺、Al³⁺；I^-、Ba²⁺、Fe²⁺、HCO₃^-；
（2）加BaCl₂溶液有白色沉淀生成的离子方程式为：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，故答案为：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；
（3）氢氧化铝能和氢氧化钠反应，而氢氧化镁则不能，反应的实质是Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-，故答案为：Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-．

点评：本题考查离子的共存问题，明确题中信息的挖掘和应用是解答的关键，并熟悉离子不能共存的常见的原因即可解答．