Question

某無色澄清溶液中，可能含有較大量的Cu²⁺、Ba²⁺、SO₄^2-、NO₃^-、I^-、Cl^-、H⁺、K⁺等離子中的兩種或多種，為確定其組成，現(xiàn)做如下實(shí)驗(yàn)：

①取一定量的溶液加入適量Na₂SO₃后有氣體產(chǎn)生，也有白色沉淀生成，再加鹽酸沉淀不消失，過濾．
②在①濾液中先加入Ba（NO₂）₂溶液無明顯現(xiàn)象，再加AgN0₃溶液，又有白色沉淀生成，繼續(xù)加硝酸沉淀不消失．
回答下列問題：
（1）在第①步反應(yīng)中生成的無色氣體里易溶于水的氣體是______，產(chǎn)生該氣體的離子方程式為______，在第②步反應(yīng)中生成的白色沉淀是______；
（2）由以上實(shí)驗(yàn)，可判斷原溶液中一定含有的離子是______；一定不含有的離子是______．
（3）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，對(duì)可能含有的離子進(jìn)一步確認(rèn)．

Answer 1

解：無色澄清溶液中不可能含有形成溶液呈藍(lán)色的Cu²⁺
①取一定量的溶液加入適量Na₂SO₃后有氣體產(chǎn)生，則生成的氣體是二氧化硫，說明原溶液中含有H⁺，也有白色沉淀生成說明原溶液中含有Ba²⁺，一定不含SO₄^2-離子，再加鹽酸沉淀不消失，只能是原溶液中含有硝酸根離子和溶液中的氫離子形成了強(qiáng)氧化性的硝酸，可以把亞硫酸鋇氧化為硫酸鋇，才可以生成不溶于鹽酸的沉淀，判斷溶液中一定不含I^-；所以在第①步反應(yīng)中生成的無色氣體里易溶于水的氣體是二氧化硫，產(chǎn)生二氧化硫氣體的反應(yīng)是SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O；
②在①濾液中先加入Ba（NO₂）₂溶液無明顯現(xiàn)象進(jìn)一步證明無硫酸根離子，再加AgN0₃溶液，又有白色沉淀生成，繼續(xù)加硝酸沉淀不消失，證明是氯離子的性質(zhì)，生成的沉淀是氯化銀沉淀，但由于①步驟中加入了鹽酸，所以氯離子的來源不能確定；
（1）在第①步反應(yīng)中生成的無色氣體里易溶于水的氣體是二氧化硫，產(chǎn)生二氧化硫氣體的反應(yīng)是SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O；②中沉淀是AgCl
故答案為：SO₂ SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O   AgCl，②中沉淀是AgCl；
（2）綜上所述：溶液中一定含有的離子是H⁺、Ba²⁺、NO₃^-；一定不含有I^-、SO₄^2-、Cu²⁺；可能存在的離子為Cl^-，K⁺；故答案為：H⁺、Ba²⁺、NO₃^-；I^-、SO₄^2-、Cu²⁺；
（3）可能存在的離子為Cl^-，K⁺；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)檢驗(yàn)離子的存在，鉀離子根據(jù)焰色反應(yīng)來檢驗(yàn)，利用氯離子遇硝酸酸化的硝酸銀生成白色沉淀，證明氯離子的存在；用鉑絲蘸取待測(cè)液在無色火焰上灼燒，隔著藍(lán)色鈷玻璃觀看，火焰顏色呈紫色，說明溶液中含有鉀離子，否則沒有；另取原溶液少許于潔凈的試管中，向試管中 滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，若有白色沉淀生成，則含氯離子，否則沒有．
故答案為：用鉑絲蘸取待測(cè)液在無色火焰上灼燒，隔著藍(lán)色鈷玻璃觀看，火焰顏色呈紫色，說明溶液中含有鉀離子，否則沒有；另取原溶液少許于潔凈的試管中，向試管中 滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，若有白色沉淀生成，則含氯離子，否則沒有．
分析：依據(jù)溶液是無色這一條件判斷溶液中不可能含有有色離子，
根據(jù)①中的現(xiàn)象推斷溶液中含氫離子與加入的亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫氣體，白色沉淀為亞硫酸鋇，加入鹽酸不消失說明溶液中含有硝酸根離子，酸溶液中把亞硫酸鋇氧化為硫酸鋇沉淀；
依據(jù)②中的現(xiàn)象證明溶液中不含硫酸根離子，加入硝酸銀生成不溶于硝酸的沉淀，是氯化銀沉淀，但氯離子的來源不能確定；
點(diǎn)評(píng)：本題考查了常見離子的檢驗(yàn)方法，主要是離子性質(zhì)、離子共存、離子檢驗(yàn)的應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，需要熟練掌握元素化合物中的離子反應(yīng)特征和離子檢驗(yàn)．