Question

某工业废水含有下列离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解)，K⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Cl^﹣、CO₃^2﹣、NO₃^﹣、SO₄^2﹣，且各种离子的物质的量浓度相等。甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：

①用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰。

②另取溶液加入足量稀盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。

③另取溶液加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。

根据上述实验，回答下列问题：

（1）步骤①可以确定一定不存在__________。(填化学式)

（2）步骤②中发生反应的离子方程式为：__________________。

（3）步骤③中的白色沉淀为__________。(填化学式)

（4）原溶液中所含的5种离子为：_________________________。

Answer

（1）K+；（2）Fe2++4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O；（3）BaSO4；

（4）Cu2+、Fe2+、Cl-、NO3-、SO42-

【解析】

试题分析：（1）用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰，则说明没有K+,故答案为：K+；

（2）另取溶液加入足量稀盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，则说明含有具有氧化性的NO3-和还原性的Fe2+，发生反应的离子方程式为：Fe2++4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，故答案为：Fe2++4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O；

（3）若向溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有CO32-或SO42-，因为有Fe2+，Fe2+与CO32-不能共存，所以没有CO32-；则溶液中的离子有Fe2+、NO3-、SO42-，白色沉淀为BaSO4，故答案为：BaSO4；

（4）已知各种离子的物质的量浓度相等，阴离子电荷比阳离子电荷多，所以还有另外的阳离子Cu2+或Al3+，若有Cu2+，阳离子的电荷多还须有Cl-，若有Al3+，阴离子加上Cl-，电荷仍不守恒；所以根据电荷守恒可知还有Cu2+、Cl-，所以原溶液中所含的离子为：Cu2+、Fe2+、Cl-、NO3-、SO42-，故答案为：Cu2+、Fe2+、Cl-、NO3-、SO42-

【考点定位】考查常见离子的检验和共存

【名师点晴】本题考查了离子检验的实验方法和反应现象分析，掌握离子性质和溶液中电荷守恒计算判断存在的离子是解题关键。用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰，则说明没有K+；另取溶液加入足量稀盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，则说明含有具有氧化性的NO3-和还原性的Fe2+；若向溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有CO32-或SO42-，因为有Fe2+所以没有CO32-；结合溶液中的电荷守恒分析。