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(shí)驗(yàn)如下：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)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(chǎn)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

 

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（2）實(shí)驗(yàn)②中生成無色氣體的離子方程式是

 

．
（3）為進(jìn)一步確定可能存在的陰離子，應(yīng)該補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：常見離子的檢驗(yàn)方法

專題：離子反應(yīng)專題

分析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)②有無色氣體產(chǎn)生，該氣體遇空氣變成紅棕色，這說明反應(yīng)中生成的氣體是NO，因此該反應(yīng)是在酸性條件下銅和NO₃^-之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，即一定含有NO₃^-；
實(shí)驗(yàn)③中生成的白色沉淀不一定是硫酸鋇，因?yàn)榉磻?yīng)中一定有碳酸鋇白色沉淀生成，實(shí)驗(yàn)不能確定是否含有SO₄^2-；
實(shí)驗(yàn)④中生成的白色沉淀是氯化銀，但由于在反應(yīng)中加入了氯化鋇，所以不能確定是否含有氯離子，要檢驗(yàn)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(yàn)氯離子或SO₄^2-，據(jù)此進(jìn)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(chǎn)生，該氣體遇空氣變成紅棕色，這說明反應(yīng)中生成的氣體是NO，因此該反應(yīng)是在酸性條件下銅和NO₃^-之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，即一定含有NO₃^-；
③中生成的白色沉淀不一定是硫酸鋇，因?yàn)榉磻?yīng)中一定有碳酸鋇白色沉淀生成，實(shí)驗(yàn)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(yīng)中加入了氯化鋇，所以不能確定是否含有氯離子，要檢驗(yàn)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(yàn)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(yīng)中生成的氣體是NO，因此該反應(yīng)是在酸性條件下銅和NO₃^-之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)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(yīng)該補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(chǎn)生白色沉淀，則原溶液中有SO₄^2-；取清液，加入AgNO₃溶液，若產(chǎn)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(chǎn)生白色沉淀，則原溶液中有SO₄^2-；取清液，加入AgNO₃溶液，若產(chǎn)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(chǎn)生白色沉淀．過濾，向?yàn)V液中加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則原溶液中有Cl^-；向?yàn)V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(diǎn)評(píng)：本題考查離子共存和離子檢驗(yàn)的有關(guān)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(qiáng)，旨在培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和規(guī)范的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力；該題需要明確的是進(jìn)行物質(zhì)的檢驗(yàn)時(shí)，要依據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)和特征反應(yīng)，選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖头椒�，�?zhǔn)確觀察反應(yīng)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(chǎn)生和氣味、火焰的顏色等，進(jìn)行判斷、推理、驗(yàn)證即可．