Question

有一無色透明的溶液，要確定是否含有以下離子：H⁺、K^＋、Mg^2＋、Al^3＋、Fe^2＋、Ba^2＋、NO₃^－、SO₄^2－、Cl^－、I^－、HCO₃^－，取該溶液實驗如下：

實驗步驟	實驗現象
(1)取少量該溶液，加幾滴紫色石蕊溶液	溶液變紅色
(2)取少量該溶液加熱濃縮，加Cu片和濃H2SO4，加熱	有無色氣體產生，氣體遇空氣可以變成紅棕色
(3)取少量該溶液，加BaCl2溶液	有白色沉淀生成
(4)取(3)中上層清液，加AgNO3溶液	有穩定的白色沉淀生成，且不溶于HNO3
(5)取少量該溶液，加NaOH溶液	有白色沉淀生成，當NaOH過量時沉淀部分溶解

 
由此判斷：
（1）溶液中肯定存在的離子是                                         ，溶液中肯定不存在的離子是                                              。
（2）為進一步確定其他離子，應該補充的實驗及對應欲檢離子的名稱(如為溶液反應，說明使用試劑的名稱，不必寫詳細操作步驟)。                              。

Answer 1

(1)Al^3＋、Mg^2＋、NO₃^－、SO₄^2－ 、H⁺　     Fe^2＋、Ba^2＋、I^－、HCO₃^－
(2)焰色反應，檢驗K^＋；稀HNO₃溶液、AgNO₃溶液，檢驗Cl^－

解析試題分析：因是無色透明溶液，則不含有Fe²⁺；根據（1）取少量該溶液，加幾滴紫色石蕊試液，溶液顯紅色，說明溶液顯示酸性，氫離子一定存在，所以HCO₃^-不存在；根據（2）取少量該溶液加熱濃縮，加Cu片和濃硫酸，加熱有無色氣體產生，氣體（NO）遇空氣可以變成紅棕色（二氧化氮），說明溶液中含有NO₃^-，則一定不含有I^-；根據（3）取少量該溶液，加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，則含有SO₄^2-；根據（4）取（3）中的上層清夜，加AgNO₃，有穩定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，則（3）上清液中含有Cl^-，由于根據（3）中加入了氯化鋇，引入Cl^-，不能確定原溶液中是否存在Cl^-；根據（5）取少量該溶液，加入NaOH溶液有白色沉淀生成，當NaOH過量時，沉淀部分溶解，則原溶液中含有Mg²⁺、Al³⁺；
（1）綜上可知，溶液中一定存在的離子是：Al^3＋、Mg^2＋、NO₃^－、SO₄^2－ 、H⁺，溶液中肯定不存在的離子是：I^-、Ba²⁺、Fe²⁺、HCO₃^-，不能確定的有：K⁺、Cl^-。
（2）溶液中的可能存在的陰離子是Cl^-，檢驗方法是為：取少許原溶液于試管中，先加入過量的硝酸鋇溶液，再往上層清液中滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，若出現白色沉淀則說明含有Cl^-；而鉀離子的檢驗需要通過焰色反應。
考點：考查離子共存與離子檢驗