Question

17．某無色透明溶液，由K⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Ba²⁺、Fe³⁺、NO₃^-、SO₄^2-、HCO₃^-、Cl^-中的若干種組成，取該溶液進行如下實驗：
①取少量該溶液，加入幾滴石蕊試液，溶液變紅色；
②取少量該溶液加熱濃縮，加入銅片和濃硫酸，加熱，有無色氣體生成，該氣體遇空氣變成紅棕色；
③取少量該溶液，加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成；
④�、壑械纳蠈忧逡海�加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成且不溶于稀HNO₃；
⑤取少量該溶液，加NaOH溶液，有白色沉淀生成；NaOH過量時，沉淀部分溶解；
⑥取該溶液進行焰色反應，火焰呈淺紫色．
根據(jù)上述實驗回答下列問題：
（1）溶液中一定不存在的離子有Ba²⁺、Fe³⁺、HCO₃^-；
（2）一定存在的離子有K⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-；
（3）有無不能確定的離子有（答有或無）．若無，下面不必作答；若有，設計簡單實驗進一步確定上述離子．（要點：試劑、步驟、現(xiàn)象、結論）取少量原溶液，加入過量硝酸鋇溶液，取少量反應后的上層清液，加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，說明原溶液中含有氯離子，若沒有白色沉淀生成，則說明原溶液中不存在氯離子．

Answer 1

分析 無色溶液中不存在有色的離子Fe³⁺；
①取少量該溶液，加入幾滴石蕊試液，溶液變紅色，說明該溶液呈酸性，則溶液中不存在HCO₃^-，應該存在弱酸根離子Mg²⁺、Al³⁺；
②取少量該溶液加熱濃縮，加入銅片和濃硫酸，加熱，有無色氣體生成，該氣體遇空氣變成紅棕色，無色氣體為NO，說明原溶液中存在NO₃^-；
③取少量該溶液，加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，該沉淀為硫酸鋇，則原溶液中含有SO₄^2-，結合離子共存可知一定不存在Ba²⁺；
④�、壑械纳蠈忧逡海�加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成且不溶于稀HNO₃，由于③中加入了氯化鋇溶液，則不能確定原溶液中是否含有Cl^-；
⑤取少量該溶液，加NaOH溶液，有白色沉淀生成；NaOH過量時，沉淀部分溶解，說明原溶液中一定存在Mg²⁺、Al³⁺；
⑥取該溶液進行焰色反應，火焰呈淺紫色，說明一定存在K⁺，據(jù)此進行解答．

解答 解：無色溶液中不存在有色的離子Fe³⁺；
①取少量該溶液，加入幾滴石蕊試液，溶液變紅色，說明該溶液呈酸性，則溶液中不存在HCO₃^-，應該存在弱酸根離子Mg²⁺、Al³⁺；
②取少量該溶液加熱濃縮，加入銅片和濃硫酸，加熱，有無色氣體生成，該氣體遇空氣變成紅棕色，無色氣體為NO，說明原溶液中存在NO₃^-；
③取少量該溶液，加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，該沉淀為硫酸鋇，則原溶液中含有SO₄^2-，結合離子共存可知一定不存在Ba²⁺；
④�、壑械纳蠈忧逡�，加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成且不溶于稀HNO₃，由于③中加入了氯化鋇溶液，則不能確定原溶液中是否含有Cl^-；
⑤取少量該溶液，加NaOH溶液，有白色沉淀生成；NaOH過量時，沉淀部分溶解，說明原溶液中一定存在Mg²⁺、Al³⁺；
⑥取該溶液進行焰色反應，火焰呈淺紫色，說明一定存在K⁺，
（1）根據(jù)分析可知，原溶液中一定不存在的離子為：Ba²⁺、Fe³⁺、HCO₃^-，
故答案為：Ba²⁺、Fe³⁺、HCO₃^-；
（2）結合分析可知，溶液中一定存在的離子為：K⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-，
故答案為：K⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-；
（3）根據(jù)題干信息無法判斷是否存在Cl^-，證明氯離子存在情況的實驗操作方法為：取少量原溶液，加入過量硝酸鋇溶液，取少量反應后的上層清液，加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，說明原溶液中含有氯離子，若沒有白色沉淀生成，則說明原溶液中不存在氯離子，
故答案為：有；取少量原溶液，加入過量硝酸鋇溶液，取少量反應后的上層清液，加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，說明原溶液中含有氯離子，若沒有白色沉淀生成，則說明原溶液中不存在氯離子．

點評 本題考查常見離子的性質(zhì)及檢驗方法，側(cè)重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(zhì)是關鍵，注意掌握常見離子的檢驗，難度中等．