Question

（1）將一定量的Fe粉、Cu粉、FeCl₃溶液、CuCl₂溶液混合于某容器中充分反應(假定容器不參與反應)，判斷下列情況下容器中金屬離子與金屬單質的存在情況：（用符號表示）
①若Fe粉有剩余，則容器中不可能有____________；
②若FeCl₃有剩余，則容器中不可能有___________；
③若CuCl₂有剩余，則容器中還可能有____________。
（2）有一瓶無色澄清溶液,可能含NH₄^＋、K^＋、Na ^＋、Mg^2＋、Ba^2＋、 Al^3＋、 Fe^3＋、SO₄^2－、CO₃^2－、Cl^－、I^－中的一種或幾種，取該溶液進行如下實驗：
①用pH試紙檢驗，表明溶液呈酸性；
②取部分溶液，加入少量CCl₄及數滴新制的氯水，經振蕩后靜置，CCl₄層呈紫紅色；
③取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液從酸性逐漸轉變為堿性，在滴加過程中及滴加完畢后，溶液中均無沉淀生成；
④取部分上述呈堿性的溶液，加Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成；
⑤將③得到的堿性溶液加熱，有氣體放出，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。
根據上述實驗事實確定并回答：在溶液中肯定存在的離子有　　　               ，肯定不存在的離子有　     　           ，要確定是否存在的陰離子的實驗方法是____________               。

Answer 1

（1）①Fe³⁺和Cu²⁺ ②Fe和Cu ③Fe²⁺、Fe³⁺ （或Cu Fe²⁺）
（2）I^－、NH₄^＋、Ba^2＋； SO₄^2－、CO₃^2－、Mg^2＋、Al^3＋ 、Fe^3＋； 取少量溶液于試管中，滴加稀硝酸，再滴加硝酸銀溶液，如果有白色沉淀出現，說明含有該陰離子，否則不含有該陰離子。

解析試題分析：（1）①由于Fe會發生反應：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；Cu²⁺+Fe=Fe²⁺ +Cu。因此若Fe粉有剩余，則容器中不可能有Fe³⁺和Cu²⁺。②由于FeCl₃會發生反應：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺ +Cu²⁺．因此若FeCl₃有剩余，則容器中不可能有Fe和Cu。③由于CuCl₂會發生反應：Cu²⁺+Fe=Fe²⁺ +Cu若CuCl₂有剩余，則容器中不可能有Fe；還可能有Fe²⁺、Fe³⁺（或Cu Fe²⁺）。（2）①用pH試紙檢驗，表明溶液呈酸性，說明含有大量的H⁺。由于H⁺會發生反應：CO₃^2－+2H⁺=CO₂↑+H₂O，所以沒有CO₃^2－；②取部分溶液，加入少量CCl₄及數滴新制的氯水，經振蕩后靜置，CCl₄層呈紫紅色；說明發生反應：Cl₂＋2I^－=2Cl^－＋I₂。原溶液中含有I^－。由于I^－會發生反應：2Fe^3＋+2I^－=2 Fe²⁺＋I₂，故溶液中不含有Fe^3＋。③取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液從酸性逐漸轉變為堿性，在滴加過程中及滴加完畢后，溶液中均無沉淀生成；證明不含有Mg^2＋、Al^3＋。因為若含有它們，則會發生反應：Al^3＋＋3OH^-＝Al(OH)₃↓；Mg^2＋＋2OH^-＝Mg(OH)₂↓．④取部分上述呈堿性的溶液，加Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成，證明含有Ba^2＋，不含SO₄^2－。發生的反應為：Ba^2＋+ CO₃^2-=BaCO₃↓。而Ba^2＋與SO₄^2－因為發生離子反應：SO₄^2-＋Ba²⁺=BaSO₄↓而不能大量共存。⑤將③得到的堿性溶液加熱，有氣體放出，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。放出的氣體為氨氣，則原溶液中含有NH₄^＋。反應的方程式為：NH₄⁺+ OH^－NH₃↑+H₂O。綜上所述，在溶液中肯定存在的離子有I^－、NH₄^＋、Ba^2＋；肯定不存在的離子有SO₄^2－、CO₃^2－、Mg^2＋、Al^3＋ 、Fe^3＋；根據溶液呈電中性原理，則溶液中還應該含有陰離子．要確定是否存在的陰離子的實驗方法是取少量溶液于試管中，滴加稀硝酸，再滴加硝酸銀溶液，如果有白色沉淀出現，說明含有該陰離子，否則不含有該陰離子。
考點：考查離子的鑒定的知識。