Question

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，進行如下實驗：

第一步：加入過量的稀鹽酸，無沉淀生成。
第二步：繼續加入過量的稀硫酸，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右圖所示，加熱該溶液，
可產生使濕潤的紅色石蕊試紙變藍色的氣體。
根據以上實驗現象回答下列問題：
（1）該待測液中一定含有     離子，一定沒有     離子，可能有     離子。
（2）某同學采用測pH的方法來判斷滴入NaOH溶液后是否使溶液呈堿性，該實驗操作是 。
（3）第三步中產生使濕潤紅色石蕊試紙變藍色的氣體的離子方程式為      ，該步驟中預
期會出現另外一個特殊的實驗現象，該現象對應的化學方程式為     。

Answer 1

（1）Fe²⁺、Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、NO₃^-      SO₄^2-、Ag⁺           K⁺
（2）取一片pH試紙置于表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取待測液，點在pH試紙的中部，半分鐘后與標準比色卡對照，判斷溶液是否呈堿性。
（3）NH₄⁺+OH^-  NH₃↑+H₂O   4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃

試題分析：（1）加入HCl無沉淀生成說明不含有Ag+。繼續加入過量的稀硫酸，有白色沉淀生成說明含有Ba²⁺離子。發生的沉淀反應的方程式為Ba²⁺+ SO₄^2－=BaSO₄↓。向過濾后的濾液中滴入NaOH溶液至溶液呈堿性首先產生沉淀。當沉淀達到最大值后再滴加。沉淀量不變，后沉淀又減少一部分。說明還含有Fe²⁺、Al³⁺、NH₄⁺。根據溶液呈電中性可知溶液中還應該含有陰離子。由于Ba²⁺和 SO₄^2－不能共存，含有Ba²⁺離子，SO₄^2－不能存在。故一定還含有NO₃^－離子。故該待測液中一定含有Fe²⁺、Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、NO₃^-；一定不含有SO₄^2-、Ag⁺； K⁺可能有也可能沒有。（2）判斷溶液是否呈堿性，該實驗操作是取一片pH試紙置于表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取待測液，點在pH試紙的中部，半分鐘后與標準比色卡對照，判斷溶液是否呈堿性。（3）產生使濕潤紅色石蕊試紙變藍色的氣體的離子方程式為NH₄⁺+OH^-  NH₃↑+H₂O . 該步驟中可能會出現另外一個特殊的實驗現象就是Fe(OH)₂不穩定，容易被空氣中的氧氣氧化為Fe(OH)₃，會看到首先產生白色沉淀，產生沉淀迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色。該現象對應的化學方程式為4Fe(OH)₂ +O₂+ 2H₂O=4Fe(OH)₃。