Question

13．有一瓶澄清溶液，其中可能含有NH₄⁺、K⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、I^-、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-、AlO₂^-．取該溶液進行以下實驗：
①用pH試紙檢驗，溶液呈強酸性；
②取溶液適量，加入少量CCl₄和數(shù)滴新制氯水，振蕩，CCl₄層呈紫紅色；
③另取溶液適量，逐滴加入NaOH溶液；
a．溶液從酸性變?yōu)橹行裕籦．溶液逐漸產生沉淀；c．沉淀完全溶解；d．最后加熱溶液，有氣體放出，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍；
④取適量③得到的堿性溶液，加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成．
根據(jù)上述實驗現(xiàn)象，回答下列問題．
（1）由①可以排除CO₃^2-、AlO₂^-的存在．
（2）由②可以證明I^-的存在；同時排除Fe³⁺、NO₃^-的存在．
（3）由③可以證明Al³⁺、NH₄⁺的存在；寫出c、d所涉及的化學方程式，是離子反應的用離子方程式表示：
cAl（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；dNH₃•H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．
（4）由④可以排除SO₄^2-的存在．

Answer 1

分析 ①溶液呈強酸性，說明溶液中存在H⁺；依據(jù)離子共存可知一定不存在CO₃^2-，AlO₂^-；
②取溶液適量，加入少量CCl₄和數(shù)滴新制氯水，振蕩，CCl₄層呈紫紅色，說明溶液中一定含有I^-，依據(jù)離子共存分析判斷可知，一定不含有Fe³⁺、NO₃^-；
③另取溶液適量，逐滴加入NaOH溶液；
a．溶液從酸性變?yōu)橹行裕�中和酸�?br />b．溶液逐漸產生沉淀，分析陽離子中只有鋁離子沉淀；
c．沉淀完全溶解，證明生成的沉淀是氫氧化鋁，原溶液中一定含有Al³⁺；
d．最后加熱溶液，有氣體放出，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，證明生成的氣體是氨氣，原溶液中一定含有銨根離子；
④取適量③得到的堿性溶液，鋁離子反應生成偏鋁酸根離子，加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，分析離子可知只有鋇離子生成碳酸鋇沉淀，說明原溶液中不含有硫酸根離子；
分析推斷離子的存在情況回答問題．

解答 解：①用pH試紙檢驗，溶液呈強酸性，溶液中存在大量H⁺，由于碳酸根離子和偏鋁酸根離子都是弱酸陰離子和氫離子反應，所以CO₃^2-，AlO₂^- 不能大量存在；
②取溶液適量，加入少量CCl₄和數(shù)滴新制的氯水振蕩，四氯化碳層呈紫色，說明溶液中含有I^-，由于 Fe³⁺、NO₃^-（在酸溶液中）能氧化I^-為I₂，所以溶液中不存在Fe³⁺、NO₃^-；
③依據(jù)題意生成的沉淀又溶解，說明溶液中存在Al³⁺，依據(jù)加熱溶液生成的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍證明氣體是氨氣，說明原溶液中含有NH₄⁺；
④取適量③得到的堿性溶液，加入碳酸鈉溶液有白色沉淀生成，說明溶液中存在鋇離子，則一定不存在硫酸根離子；
（1）由①可以排除CO₃^2-，AlO₂^-的存在，故答為：CO₃^2-，AlO₂^-；
（2）由②可以證明I^-一樣的存在，CCl₄層出現(xiàn)碘單質的顏色證明含I^-，F(xiàn)e³⁺、NO₃^-在該環(huán)境中與I^-不能共存，依據(jù)離子共存同時排除Fe³⁺、NO₃^-離子的存在，
故答案為：I^-；Fe³⁺、NO₃^-；
（3）③證明溶液中一定含有Al³⁺，NH₄⁺；c、d所涉及的化學反應為氫氧化鋁溶解于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸鈉，一水合氨受熱分解生成氨氣，是離子反應的用離子方程式表示為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O，NH₃•H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，
故答案為：Al³⁺、NH₄⁺；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O；NH₃•H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
（4）④實驗分析判斷，取適量③得到的堿性溶液，鋁離子反應生成偏鋁酸根離子，加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，分析離子可知只有鋇離子生成碳酸鋇沉淀，說明原溶液中不含有硫酸根離子；
故答案為：SO₄^2-．

點評 本題考查了離子檢驗的實驗方法和反應現(xiàn)象的判斷，離子性質和離子反應進行的離子共存分析是解題關鍵，題目難度中等．