Question

16．有一無色透明溶液，欲確定是否含有下列離子：K⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Ba²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、I^-、HCO₃^-，取該溶液實驗如表所示：

實驗步驟	實驗現象
（1）取少量該溶液，加幾滴甲基橙	溶液變紅色
（2）取少量該溶液加熱濃縮，加Cu片和濃H2SO4，加熱	有無色氣體產生，氣體遇空氣可以變成紅棕色
（3）取少量該溶液，加BaCl2溶液	有白色沉淀生成
（4）�。�3）中上層清液，加AgNO3溶液	有穩(wěn)定的白色沉淀生成，且不溶于HNO3
（5）取少量該溶液，加NaOH溶液	有白色沉淀生成，當NaOH過量時沉淀部分溶解

由此判斷：
（1）溶液中肯定存在的離子是NO₃^-、SO₄^2- Mg²⁺、Al³⁺，
溶液中肯定不存在的離子是I^-、Ba²⁺、Fe²⁺、HCO₃^-；
溶液中可能存在的離子是K⁺、Cl^-．
（2）請設計實驗驗證原溶液中可能存在的陰離子的方法（寫明操作、現象、結論）
取少許原溶液于試管中，先加入過量的硝酸鋇溶液，再往上層清液中滴加硝酸銀溶液，若出現白色沉淀則說明含有Cl^-．

Answer 1

分析 因是無色透明溶液，則不含有Fe²⁺，由（1）知溶液顯酸性，則不存在HCO₃^-；由（2）知有NO生成，原溶液中含NO₃^-，則一定不含Fe²⁺、I^-（具有還原性）；由（3）知有SO₄^2-存在，則原溶液不含Ba²⁺；由（4）不能確定是否含Cl^-，因（3）引入Cl^-；由⑤知含Mg²⁺、Al³⁺．

解答 解：因是無色透明溶液，則不含有Fe²⁺，
根據（1）取少量該溶液，加幾滴紫色石蕊試液，溶液顯紅色，說明溶液顯示酸性，所以HCO₃^-不存在；
根據（2）取少量該溶液加熱濃縮，加Cu片和濃硫酸，加熱有無色氣體產生，氣體（NO）遇空氣可以變成紅棕色（二氧化氮），說明溶液中含有NO₃^-，則一定不含有I^-；
根據（3）取少量該溶液，加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，則含有SO₄^2-；
根據（4）�。�3）中的上層清夜，加AgNO₃，有穩(wěn)定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，則（3）上清液中含有Cl^-，由于根據（3）中加入了氯化鋇，引入Cl^-，不能確定原溶液中是否存在Cl^-；
根據（5）取少量該溶液，加入NaOH溶液有白色沉淀生成，當NaOH過量時，沉淀部分溶解，則原溶液中含有Mg²⁺、Al³⁺；
（1）綜上可知，溶液中一定存在的離子是：NO₃^-、SO₄^2- Mg²⁺、Al³⁺，溶液中肯定不存在的離子是：I^-、Ba²⁺、Fe²⁺、HCO₃^-，不能確定的有：K⁺、Cl^-，
故答案為：NO₃^-、SO₄^2- Mg²⁺、Al³⁺；I^-、Ba²⁺、Fe²⁺、HCO₃^-；K⁺、Cl^-；
（2）溶液中的可能存在的陰離子是Cl^-，檢驗時應先排除硫酸根的干擾，所以方法為：取少許原溶液于試管中，先加入過量的硝酸鋇溶液，再往上層清液中滴加硝酸銀溶液，若出現白色沉淀則說明含有Cl^-，
故答案為：取少許原溶液于試管中，先加入過量的硝酸鋇溶液，再往上層清液中滴加硝酸銀溶液，若出現白色沉淀則說明含有Cl^-．

點評 本題考查常見離子的檢驗和鑒別，是高考中的常見題型，綜合性強，有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力和實驗設計能力，掌握元素化合物性質是關鍵，注意掌握常見離子的檢驗，難度中等．