Question

有一無色透明溶液，欲確定是否含有下列離子：Na⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、CO₃^2-，實驗如下：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
①取少量原溶液，加入幾滴酚酞試液	溶液變成紅色
②取少量原溶液加熱濃縮，加入Cu片和一定濃度的H2SO4	有無色氣體產生，該氣體遇空氣變成紅棕色
③取少量原溶液，加入BaCl2溶液	有白色沉淀生成
④�、壑猩蠈忧逡海�先加入稀硝酸，再加入AgNO3溶液	有白色沉淀生成

由此判斷：
（1）溶液中肯定存在的離子是

 

，肯定不存在的離子是

 

，可能存在的離子是

 

．
（2）實驗②中生成無色氣體的離子方程式是

 

．
（3）為進一步確定可能存在的陰離子，應該補充的實驗設計是

 

．

Answer 1

考點：常見離子的檢驗方法

專題：離子反應專題

分析：根據(jù)實驗①可知，溶液顯堿性，這說明一定含有CO₃^2-，則就一定沒有Mg²⁺和Ba²⁺；由于溶液都是中性的，則一定含有Na⁺；
實驗②有無色氣體產生，該氣體遇空氣變成紅棕色，這說明反應中生成的氣體是NO，因此該反應是在酸性條件下銅和NO₃^-之間發(fā)生的氧化還原反應，即一定含有NO₃^-；
實驗③中生成的白色沉淀不一定是硫酸鋇，因為反應中一定有碳酸鋇白色沉淀生成，實驗不能確定是否含有SO₄^2-；
實驗④中生成的白色沉淀是氯化銀，但由于在反應中加入了氯化鋇，所以不能確定是否含有氯離子，要檢驗是否含有氯離子或SO₄^2-，都必須首先排出CO₃^2-的干擾，然后再檢驗氯離子或SO₄^2-，據(jù)此進行解答．

解答： 解：①溶液顯堿性，這說明一定含有CO₃^2-，則就一定沒有Mg²⁺和Ba²⁺；由于溶液都是中性的，則一定含有Na⁺；
②有無色氣體產生，該氣體遇空氣變成紅棕色，這說明反應中生成的氣體是NO，因此該反應是在酸性條件下銅和NO₃^-之間發(fā)生的氧化還原反應，即一定含有NO₃^-；
③中生成的白色沉淀不一定是硫酸鋇，因為反應中一定有碳酸鋇白色沉淀生成，實驗不能確定是否含有SO₄^2-；
④中生成的白色沉淀是氯化銀，但由于在反應中加入了氯化鋇，所以不能確定是否含有氯離子，要檢驗是否含有氯離子或SO₄^2-，都必須首先排出CO₃^2-的干擾，然后再檢驗氯離子或SO₄^2-，
（1）根據(jù)以上分析可知，一定含有的離子為：Na⁺、CO₃^2-、NO₃^-，一定不存在的離子為：Ba²⁺、Mg²⁺；可能含有的離子為：Cl^-、SO₄^2-，
故答案為：Na⁺、CO₃^2-、NO₃^-；Ba²⁺、Mg²⁺；Cl^-、SO₄^2-；
（2）氣體遇空氣變成紅棕色，這說明反應中生成的氣體是NO，因此該反應是在酸性條件下銅和NO₃^-之間發(fā)生的氧化還原反應，反應的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）不能確定的離子為：Cl^-、SO₄^2-，應該補充的實驗設計為：取少量原溶液，加入硝酸至酸性，再加入過量Ba（NO₃）₂溶液，若產生白色沉淀，則原溶液中有SO₄^2-；取清液，加入AgNO₃溶液，若產生白色沉淀，則原溶液中有Cl^-，
故答案為：取少量原溶液，加入硝酸至酸性，再加入過量Ba（NO₃）₂溶液，若產生白色沉淀，則原溶液中有SO₄^2-；取清液，加入AgNO₃溶液，若產生白色沉淀，則原溶液中有Cl^-（或取少量原溶液，加入過量Ba（NO₃）₂溶液，產生白色沉淀．過濾，向濾液中加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，若產生白色沉淀，則原溶液中有Cl^-；向濾渣中加稀硝酸，若白色沉淀部分溶解，則證明原溶液中有SO₄^2-）．

點評：本題考查離子共存和離子檢驗的有關判斷，題目難度中等，該題是高考中的常見題型，試題綜合性強，旨在培養(yǎng)學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力和規(guī)范的實驗設計能力；該題需要明確的是進行物質的檢驗時，要依據(jù)物質的特殊性質和特征反應，選擇適當?shù)脑噭┖头椒�，準確觀察反應中的明顯現(xiàn)象，如顏色的變化、沉淀的生成和溶解、氣體的產生和氣味、火焰的顏色等，進行判斷、推理、驗證即可．