Question

有一瓶澄清溶液，其中可能含有NH₄^＋ 、K^＋、Na^＋、Mg^2＋、Ba^2＋、Al^3＋、Fe^3＋、Cl^―、I^―、NO₃^―、CO₃^2―、SO₄^2―中的几种。取该溶液进行以下实验：

①用pH试纸检验，表明溶液呈强酸性。

②取出部分溶液，加入少量CCl₄及数滴新氯水，经振荡CCl₄层呈紫红色。

③另取部分溶液，逐渐向其中加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，均无沉淀产生。取部分碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。

④另取部分上述碱性溶液，向其中加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成。

(1)根据以上实验事实确定：①该溶液中肯定存在的离子是________________；②肯定不存在的离子是____________________；③还不能肯定是否存在的离子是_____________。

(2)对不能确定是否存在离子设计实验进行检验，用必要的文字描述实验操作过程及可能的现象和结论：___________________

Answer

Ba2＋ 、I―、NH4+Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、CO32―、SO42―、NO3―K＋、Na＋、Cl―K+、Na+的检验具体操作步骤为：用铂丝蘸去上述溶液，观察火焰颜色，若颜色为黄色，则证明含有Na+，透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，若颜色为紫色，则证明含有K+；Cl-的检验具体操作步骤为：取出部分溶液，加入少量硝酸银溶液，有白色沉淀产生，再滴加硝酸溶液，白色沉淀不消失，则证明溶液中含有Cl-。

【解析】

①溶液呈强酸性肯定含有氢离子，一定不含有CO32-；
②加入少量CCl4及数滴新制的氯水，经振荡CCl4层呈紫红色，一定含有I―，I―有还原性，具有氧化性的NO3-、Fe3+一定不含有；
③加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中及滴加完毕后，均无沉淀产生，肯定不含有Mg2+、Al3+，取部分碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝，说明肯定含有NH4+；
④另取③的部分碱性溶液，向其中加入Na2CO3溶液，有白色沉淀产生，肯定含有Ba2+，一定不含有SO42-；
综上所述，原溶液中肯定存在的离子为：Ba2+、I-、NH4+；肯定不存在的离子是：Mg2+、Al3+、Fe3+、NO3-、CO32-、SO42-；不能确定是否存在的离子为：K+、Na+、Cl-。

(1)根据上述分析可知①该溶液中肯定存在的离子是Ba2+、I-、NH4+；②肯定不存在的离子是Mg2+、Al3+、Fe3+、NO3-、CO32-、SO42-；③还不能肯定是否存在的离子是K+、Na+、Cl-。

(2)K+、Na+的检验可采用颜色反应，具体操作步骤为：用铂丝蘸去上述溶液，观察火焰颜色，若颜色为黄色，则证明含有Na+，透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，若颜色为紫色，则证明含有K+；Cl-的检验可采用硝酸酸酸化的硝酸银，具体操作步骤为：取出部分溶液，加入少量硝酸银溶液，有白色沉淀产生，再滴加硝酸溶液，白色沉淀不消失，则证明溶液中含有Cl-。