Question

5．某無色溶液中可能存在如下幾種陰陽離子：

陽離子	Al3+、Fe2+、Ba2+、Na+、NH4+
陰離子	Cl-、CO32-、SO42-、NO3-、I-

現對該溶液樣品進行以下研究：
Ⅰ．向溶液中加入稀鹽酸后有無色氣體生成，該氣體遇空氣變成紅棕色；
Ⅱ．若向Ⅰ所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成；
Ⅲ．若向Ⅰ所得溶液中加入過量NaOH濃溶液并加熱，產生有刺激性氣味的氣體，最終溶液無沉淀生成；
Ⅳ．向Ⅲ所得溶液中通入過量的CO₂氣體，有白色絮狀沉淀生成．
根據上述實驗，回答下列問題：
（1）該溶液中一定存在的陽離子為Al³⁺、NH₄⁺，一定不存在的離子為Fe²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-．
（2）檢驗溶液中可能還存在的陽離子的方法為用潔凈鉑絲蘸取原溶液進行焰色反應，若火焰呈黃色，原溶液中存在Na⁺，若不出現黃色，則不存在Na⁺．
（3）寫出實驗Ⅰ發(fā)生反應的離子方程式：6I^-+2NO₃^-+8H⁺=2NO↑+3I₂+4H₂O．
（4）寫出實驗Ⅳ中生成白色絮狀沉淀的化學方程式：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃．

Answer 1

分析 無色溶液不存在Fe²⁺，
Ⅰ．向溶液中加入稀鹽酸后有無色氣體生成，該氣體遇空氣變成紅棕色，則加入鹽酸后生成氣體為NO，說明含有I^-、NO₃^-；
Ⅱ．若向Ⅰ所得溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，該沉淀為硫酸鋇，說明含有SO₄^2-，則不含Ba²⁺；
Ⅲ．若向Ⅰ所得溶液中加入過量NaOH濃溶液并加熱，產生有刺激性氣味的氣體，最終溶液無沉淀生成，說明含有NH₄⁺；
Ⅳ．向Ⅲ所得溶液中通入過量的CO₂氣體，有白色絮狀沉淀生成，該沉淀為氫氧化鋁，說明含有Al³⁺，則不含CO₃^2-，以此解答該題．

解答 解：（1）由以上分析可知一定含有的陽離子有Al³⁺、NH₄⁺，一定不含 Fe²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-，故答案為：Al³⁺、NH₄⁺；  Fe²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-；
（2）可能還存在的陽離子只有鈉離子，檢驗方法為用潔凈鉑絲蘸取原溶液進行焰色反應，若火焰呈黃色，原溶液中存在Na⁺，若不出現黃色，則不存在Na⁺，
故答案為：用潔凈鉑絲蘸取原溶液進行焰色反應，若火焰呈黃色，原溶液中存在Na⁺，若不出現黃色，則不存在Na⁺；
（3）實驗Ⅰ為碘離子和硝酸根離子在酸性條件下的氧化還原反應，發(fā)生反應的離子方程式為6I^-+2 NO₃^-+8H⁺=2NO↑+3I₂+4H₂O，
故答案為：6I^-+2 NO₃^-+8H⁺=2NO↑+3I₂+4H₂O；
（4）實驗Ⅳ中生成白色絮狀沉淀為氫氧化鋁，反應的化學方程式為NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃，
故答案為：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃．

點評 本題考查無機物的推斷，涉及離子檢驗的實驗方法和反應現象分析，為高頻考點，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，掌握離子性質和溶液中電荷守恒計算判斷存在的離子是解題關鍵，題目難度較大．