Question

2012年12月5日騰訊網(wǎng)：某大型企業(yè)向錢塘江排放大量有毒污水．
Ⅰ．化工廠排放的污水中，常溶有某些對人體有害的物質(zhì)，初步認(rèn)為可能含有Fe³⁺、Ba²⁺、K⁺、OH^-、Cl^-、CO₃^2 -、SO₄^2 -．為了進(jìn)一步確認(rèn)，取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測：
①取污水仔細(xì)觀察，呈無色、透明、均一狀態(tài)．
②向取樣的污水中，滴入稀硫酸，有大量白色沉淀產(chǎn)生，再加稀硝酸，白色沉淀不消失．
③用pH試紙測定污水的pH，試紙顯深藍(lán)色．
（1）由此可知，該污水中肯定含有的離子是

 

，肯定沒有的離子是

 

，可能含有的離子是

 

．
（2）如何通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確定溶液中可能存在的離子？

 

．
Ⅱ．實(shí)驗(yàn)室為化學(xué)興趣小組的同學(xué)準(zhǔn)備了三種紅色溶液，它們分別是滴有酚酞的NaOH溶液、滴有石蕊的稀硫酸和品紅溶液．另外還提供了常見的儀器和藥品．為了培養(yǎng)同學(xué)們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，只允許選用一種試劑對上述三種溶液加以鑒別．
（3）甲組同學(xué)選用了FeCl₂溶液，試寫出該組同學(xué)鑒別出NaOH溶液的有關(guān)離子方程式：

 

．
（4）乙組同學(xué)選用了Ⅰ中化工廠排放的污水試樣，他們第一步鑒別出來的溶液是

 

，對應(yīng)的現(xiàn)象分別是

 

．還需繼續(xù)完成的實(shí)驗(yàn)是

 

（請簡要寫明操作步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）．

Answer 1

考點(diǎn)：常見陽離子的檢驗(yàn),常見陰離子的檢驗(yàn)

專題：物質(zhì)檢驗(yàn)鑒別題

分析：I、①取污水仔細(xì)觀察，呈無色、透明、均一狀態(tài)，則一定不含F(xiàn)e³⁺；
②向取樣的污水中，滴入稀硫酸，有大量白色沉淀產(chǎn)生，再加稀硝酸，白色沉淀不消失，則白色沉淀為硫酸鋇，所以一定含Ba²⁺，且Ba²⁺不能與CO₃^2-、SO₄^2-同時存在
③用pH試紙測定污水的pH，試紙顯深藍(lán)色，則溶液顯堿性，一定含OH^-；
II、（3）FeCl₂溶液可以和氫氧化鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，氫氧化亞鐵易被氧氣氧化；
（4）Ⅰ中化工廠排放的污水試樣中一定有Ba²⁺、OH^-，可能有K⁺、Cl^-，一定無CO₃^2-、SO₄^2-來分析；根據(jù)酚酞遇堿變紅，但遇酸或中性溶液不變色來分析．

解答： 解：I、：①取污水仔細(xì)觀察，呈無色、透明、均一狀態(tài)，則一定不含F(xiàn)e³⁺；
②向取樣的污水中，滴入稀硫酸，有大量白色沉淀產(chǎn)生，再加稀硝酸，白色沉淀不消失，則白色沉淀為硫酸鋇，所以一定含Ba²⁺，且Ba²⁺不能與CO₃^2-、SO₄^2-同時存在；
③用pH試紙測定污水的pH，試紙顯深藍(lán)色，則溶液顯堿性，一定含OH^-，
（1）由上述分析可知一定存在Ba²⁺、OH^-，一定不含CO₃^2-、SO₄^2-，不能確定是否含K⁺、Cl^-，故答案為：Ba²⁺、OH^-；CO₃^2-、SO₄^2-；K⁺、Cl^-；
（2）不能確定是否含K⁺、Cl^-，檢驗(yàn)時用鉑絲蘸取少量溶液在酒精燈上灼燒，透過藍(lán)色的鈷玻璃，若發(fā)生火焰為藍(lán)色，則含K⁺，另取少量溶液于試管中加幾滴硝酸銀溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，再加硝酸沉淀不溶解，則含Cl^-，否則不含，
答：用鉑絲蘸取少量溶液在酒精燈上灼燒，透過藍(lán)色的鈷玻璃，若發(fā)生火焰為藍(lán)色，則含K⁺，另取少量溶液于試管中加幾滴硝酸銀溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，再加硝酸沉淀不溶解，則含Cl^-，否則不含；
II、（3）FeCl₂溶液可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，F(xiàn)e²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，然后是氫氧化亞鐵被氧氣氧化，即4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（4）Ⅰ中化工廠排放的污水試樣中一定有Ba²⁺、OH^-，可能有K⁺、Cl^-，一定無CO₃^2-、SO₄^2-，故污水遇滴有酚酞的NaOH溶液無現(xiàn)象，遇滴有石蕊的H₂SO₄溶液，能將H⁺中和，導(dǎo)致溶液的紅色變?yōu)樗{(lán)色，并生成硫酸鋇白色沉淀，污水遇品紅溶液無現(xiàn)象，故最先能檢驗(yàn)出的是滴有石蕊的H₂SO₄溶液，現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀，溶液由紅色變?yōu)樗{(lán)色；根據(jù)酚酞遇堿變紅，但遇酸或中性溶液不變色，故要想鑒別開滴有酚酞的NaOH溶液和品紅溶液，只需取兩待測液，分別向其中滴加滴有石蕊的稀硫酸，紅色褪去者為NaOH溶液，剩余為品紅溶液．
故答案為：滴有石蕊的稀硫酸；產(chǎn)生白色沉淀，溶液由紅色變?yōu)樗{(lán)色；另取未鑒別出的兩待測液，分別向其中滴加滴有石蕊的稀硫酸，紅色褪去者為NaOH溶液，剩余為品紅溶液．

點(diǎn)評：本題考查離子的檢驗(yàn)和推斷，題目難度中等，注意把握離子反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及離子的檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作方法．