Question

12．已知某待測液由Ag⁺、Fe²⁺、Al³⁺、K⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、NO₃^-、SO₄^2-中的若干種離子組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：[已知：含Al³⁺溶液中加氫氧化鈉溶液先生成Al（OH）₃沉淀，加氫氧化鈉溶液過量沉淀會溶解，反應(yīng)方程式：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O]
第一步：加入過量的稀鹽酸，無沉淀生成．
第二步：繼續(xù)加入過量的稀硫酸，有白色沉淀生成．
第三步：過濾，取少量濾液，滴入NaOH溶液至溶
液呈堿性，在此過程中溶液沉淀量的變化如圖所示，加熱該溶液，可產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體．根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題：
（1）該待測液中一定含有Fe²⁺、Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、NO₃^-  離子，一定沒有SO₄^2-、Ag⁺離子
（2）某同學(xué)采用測pH的方法來判斷滴入NaOH溶液后是否使溶液呈堿性，該實(shí)驗(yàn)操作是取一片pH試紙置于表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取待測液，點(diǎn)在pH試紙的中部，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照，判斷溶液是否呈堿性．
（3）第三步中產(chǎn)生使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體的離子方程式為NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，該步驟中預(yù)期會出現(xiàn)另外一個特殊的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，該現(xiàn)象對應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 加入過量的稀鹽酸，無沉淀生成，說明溶液中一定不存在Ag⁺；
繼續(xù)加入過量的稀硫酸，有白色沉淀生成，白色沉淀為硫酸鋇，原溶液中一定存在Ba²⁺，則一定不存在SO₄^2-，根據(jù)溶液電中性可知，一定存在NO₃^-；
根據(jù)圖象可知，加入氫氧化鈉溶液后沉淀逐漸增加，然后不變，最后部分溶解，所以一定存在Fe²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，加熱溶液產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，該氣體為氨氣，說明溶液中一定存在銨根離子；無法確定溶液中是否存在鉀離子，根據(jù)以上分析進(jìn)行解答．

解答 解：（1）加入過量的稀鹽酸無沉淀生成，說明溶液中一定不存在與Cl^-反應(yīng)的Ag⁺；繼續(xù)加入過量的稀硫酸，有白色沉淀生成，白色沉淀為BaSO₄，原溶液中一定存在Ba²⁺，則一定不存在與Ba²⁺反應(yīng)的SO₄^2-，根據(jù)溶液電中性可知，一定存在唯一的陰離子NO₃^-；根據(jù)圖象可知，加入NaOH溶液后沉淀逐漸增加，然后沉淀的量不變，最后有部分溶解，所以原溶液中一定存在Fe²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，加熱溶液產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，該氣體為氨氣，說明溶液中一定存在NH₄⁺，
根據(jù)以上分析可知，溶液中一定存在的離子為：Fe²⁺、Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、NO₃^-；一定不存在的離子為：SO₄^2-、Ag⁺，不能確定K⁺是否存在，
故答案為：Fe²⁺、Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、NO₃^-；SO₄^2-、Ag⁺；
（2）所以pH試紙檢測定溶液pH的方法為：取一片pH試紙置于表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取待測液，點(diǎn)在pH試紙的中部，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照，判斷溶液是否呈堿性，
故答案為：取一片pH試紙置于表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取待測液，點(diǎn)在pH試紙的中部，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照，判斷溶液是否呈堿性；
（3）使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體為氨氣，該反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
溶液中含有亞鐵離子，亞鐵離子與氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵在加熱過程中被氧化成氫氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

點(diǎn)評 本題考查了常見離子的檢驗(yàn)方法，題目難度中等，要求學(xué)生熟練掌握常見離子的檢驗(yàn)方法，注意掌握某些離子的特殊性質(zhì)，如能夠使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體為為氨氣；本題中硝酸根離子的判斷為易錯點(diǎn)，注意溶液電中性的應(yīng)用．