Question

2．某無色透明溶液可能含有以下離子中的若干種：Na⁺、NH${\;}^{{\;}_{4}^{+}}$、Br^-、Al³⁺、Ca²⁺、SO${\;}_{3}^{2-}$、SO${\;}_{4}^{2-}$（不考慮水的電離和水解產(chǎn)生的離子），三位同學各取等體積該溶液進行如下實驗：①甲同學：加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生；②乙同學：加入過量NaOH濃溶液加熱后，收集到1.008L（體積已換算為標準狀況下）某純凈氣體；③丙同學：加入過量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀8.004g，將沉淀溶于足量的鹽酸后，固體質(zhì)量變?yōu)?.796g．根據(jù)上述實驗結果，回答下列問題：
（1）原溶液中一定存在的離子有NH₄⁺、SO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在的離子有Ca²⁺．
（2）③中沉淀溶于鹽酸時發(fā)生的離子方程式為BaSO₃+2H⁺=Ba²⁺+SO₂↑+H₂O．
（3）請你設計實驗，確認可能存在離子的情況：取待測液做焰色反應實驗，焰色反應呈現(xiàn)黃色，證明含有鈉離子．
（4）若向該混合液中逐滴滴加FeCl₃溶液，觀察到溶液顏色由無色變?yōu)榧t棕色，繼續(xù)加入，最終變?yōu)榧t褐色，且此過程中無氣泡產(chǎn)生，無沉淀生成．這種紅褐色液體是氫氧化鐵膠體．

Answer 1

分析 甲同學：加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，說明含有溴離子、亞硫酸根離子或是硫酸根離子中的至少一種離子；②乙同學：加入過量NaOH濃溶液加熱后，收集到1.008L（體積已換算為標準狀況下）某純凈氣體，該氣體是氨氣，一定含有銨根離子；③丙同學：加入過量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀8.004g，該沉淀是硫酸鋇和亞硫酸鋇的混合物，將沉淀溶于足量的鹽酸后，亞硫酸鋇溶解，固體質(zhì)量變?yōu)?.796g，該固體是硫酸鋇沉淀，說明含有硫酸根離子和亞硫酸根離子．

解答 解：甲同學：加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，說明含有溴離子、亞硫酸根離子或是硫酸根離子中的至少一種離子；②乙同學：加入過量NaOH濃溶液加熱后，收集到1.008L（體積已換算為標準狀況下）某純凈氣體，該氣體是氨氣，一定含有銨根離子，根據(jù)元素守恒，銨根離子的物質(zhì)的量是$\frac{1.008L}{22.4L/mol}$=0.045mol；③丙同學：加入過量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀8.004g，將沉淀溶于足量的鹽酸后，固體質(zhì)量變?yōu)?.796g，說明含有硫酸根離子和亞硫酸根離子，n（SO₄^2-）=$\frac{2.796}{233}$mol=0.012mol，n（SO₃^2-）=$\frac{8.004-2.796}{217}$mol=0.024mol，一定不存在鈣離子，鈣離子和亞硫酸根離子、硫酸根離子不共存，一定不存在鋁離子；
（1）原溶液中一定存在的離子有NH₄⁺、SO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在的離子有Ca²⁺，故答案為：NH₄⁺、SO₃^2-、SO₄^2-；Ca²⁺；
（2）③中亞硫酸鋇沉淀溶于鹽酸時發(fā)生的離子方程式為BaSO₃+2H⁺=Ba²⁺+SO₂↑+H₂O，故答案為：BaSO₃+2H⁺=Ba²⁺+SO₂↑+H₂O；
（3）可能存在的離子是鈉離子，取待測液做焰色反應實驗，焰色反應呈現(xiàn)黃色，證明含有鈉離子，故答案為：取待測液做焰色反應實驗，焰色反應呈現(xiàn)黃色，證明含有鈉離子；
（4）FeCl₃濃溶液于試管中，逐滴加入Na₂SO₃濃溶液，鐵離子能夠與亞硫酸根離子發(fā)生水解生成了紅褐色的氫氧化鐵膠體和二氧化硫氣體；
故答案為：氫氧化鐵膠體．

點評 本題考查離子的檢驗及推斷，題目難度不大，注意離子的氧化性、還原性等知識，做好此類題目，準確掌握物質(zhì)的性質(zhì)及離子的檢驗方法是做好題目的關鍵．