Question

有一瓶澄清溶液，其中可能含有NH₄⁺、K⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、I^-、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-、AlO₂^-．取該溶液進(jìn)行以下實驗：
①用PH試紙檢驗，溶液呈強(qiáng)酸性；
②取溶液適量，加入少量CCl₄和數(shù)滴新制氯水，振蕩，CCl₄層呈紫紅色；
③另取溶液適量，逐滴加入NaOH溶液：
a．溶液從酸性變?yōu)橹行裕?br />b．溶液逐漸產(chǎn)生沉淀；
c．沉淀完全溶解；
d．最后加熱溶液，有氣體放出，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)．其中產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（n）與加入氫氧化鈉溶液的體積（V）的關(guān)系如下圖所示．
④取適量③得到的堿性溶液，加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成．
根據(jù)上述實驗現(xiàn)象，回答下列問題．
（1）由①可以排除

 

的存在．
（2）由②可以證明

 

的存在；同時排除

 

的存在；
（3）由①③可以推知該溶液中一定含有的陽離子是

 

，它們的物質(zhì)的量濃度比為

 

．
（4）由④可以證明

 

的存在，同時排除

 

的存在．

Answer 1

考點(diǎn)：常見離子的檢驗方法

專題：

分析：①用pH試紙檢測，溶液呈強(qiáng)酸性，說明溶液中存在H⁺，根據(jù)離子共存可知，溶液中一定不存在CO₃^2-，AlO₂^-；
②取溶液適量，加入少量CCl₄和數(shù)滴新制氯水，振蕩，CCl₄層呈紫紅色，說明溶液中一定含有I^-，結(jié)合離子共存可知，一定不含有Fe³⁺、NO₃^-；
③另取溶液適量，逐滴加入NaOH溶液；
a．溶液從酸性變?yōu)橹行裕瑲溲醺�離子與氫離子發(fā)生中和反應(yīng)；
b．溶液逐漸產(chǎn)生沉淀，分析陽離子中只有鋁離子沉淀；
c．沉淀完全溶解，證明生成的沉淀是氫氧化鋁，原溶液中一定含有Al³⁺，一定沒有Mg²⁺；
d．最后加熱溶液，有氣體放出，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，證明生成的氣體是氨氣，原溶液中一定含有NH₄⁺；
④取適量③得到的堿性溶液，鋁離子反應(yīng)生成偏鋁酸根離子，加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，只有Ba²⁺生成碳酸鋇沉淀，說明原溶液中一定含有Ba²⁺，一定不含SO₄^2-，以此來解答．

解答： 解：①用pH試紙檢測，溶液呈強(qiáng)酸性，說明溶液中存在H⁺，根據(jù)離子共存可知，溶液中一定不存在CO₃^2-，AlO₂^-；
②取溶液適量，加入少量CCl₄和數(shù)滴新制氯水，振蕩，CCl₄層呈紫紅色，說明溶液中一定含有I^-，結(jié)合離子共存可知，一定不含有Fe³⁺、NO₃^-；
③另取溶液適量，逐滴加入NaOH溶液；
a．溶液從酸性變?yōu)橹行�，氫氧根離子與氫離子發(fā)生中和反應(yīng)；
b．溶液逐漸產(chǎn)生沉淀，分析陽離子中只有鋁離子沉淀；
c．沉淀完全溶解，證明生成的沉淀是氫氧化鋁，原溶液中一定含有Al³⁺，一定沒有Mg²⁺；
d．最后加熱溶液，有氣體放出，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，證明生成的氣體是氨氣，原溶液中一定含有NH₄⁺；
④取適量③得到的堿性溶液，鋁離子反應(yīng)生成偏鋁酸根離子，加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，只有Ba²⁺生成碳酸鋇沉淀，說明原溶液中一定含有Ba²⁺，一定不含SO₄^2-；
根據(jù)以上分析得到：一定含有的離子是I^-、Ba²⁺、H⁺、NH₄⁺、Al³⁺，一定不含有的離子是：Fe³⁺、Mg²⁺、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-、AlO₂^-，不能確定的是K⁺．
（1）由①可以排除CO₃^2-、AlO₂^-的存在，故答案為：CO₃^2-、AlO₂^-；
（2）由②可以證明I^-的存在；同時排除有Fe³⁺、NO₃^-的存在，故答案為：I^-；Fe³⁺、NO₃^-；
（3）由①③可以推知該溶液中一定含有的陽離子是H⁺、NH₄⁺、Al³⁺，根據(jù)H⁺～OH^-，NH₄⁺～OH^-，Al³⁺～3OH^-，消耗的氫氧化鈉的體積分別是2V₀、3V₀、3V₀，所以H⁺、NH₄⁺、Al³⁺的物質(zhì)的量濃度比為2：3：1，故答案為：H⁺、NH₄⁺、Al³⁺；2：3：1；
（4）由④可以證明Ba²⁺的存在，同時排除SO₄^2-的存在，故答案為：Ba²⁺、SO₄^2-．

點(diǎn)評：本題是一道離子的鑒別題目，注意離子的特征離子反應(yīng)是解題的關(guān)鍵，難度較大．