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⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、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?yōu)閴A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?jié)駶櫟募t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

分析：（1）在金屬活動性順序中，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來，向裝有氯化鐵溶液的燒杯中，加入一定量的Cu和Fe的混合粉末，則鐵和銅都能與氯化鐵溶液反應．氧化性：FeCl₃＞CuCl₂＞FeCl₂，還原性Fe＞Cu，Fe有剩余，則Cu沒有參加反應，溶液中不存在Fe³⁺、Cu²⁺，以此解答該題；
（2）根據實驗①判斷不存在的離子；根據實驗②判斷存在的離子；根據實驗③判斷不存在的離子；根據實驗④判斷存在的、不存在的離子；根據實驗⑤判斷存在的離子．

解答：解：（1）在金屬活動性順序中，鐵在銅的前面，鐵能與銅鹽溶液發(fā)生置換反應，向裝有氯化鐵溶液的燒杯中，加入一定量的Cu和Fe的混合粉末，則鐵優(yōu)先于氯化鐵發(fā)生反應生成氯化亞鐵，然后銅與氯化鐵反應生成氯化銅和氯化亞鐵，故濾液中一定含有氯化亞鐵．若氯化鐵與鐵是恰好完全反應，則銅不參加反應，濾液中不含有氯化銅，故氯化銅可能存在；充分反應后發(fā)現燒杯底部仍有少量固體，則固體中一定含有銅；若鐵量多，可能含有鐵；有銅存在，則濾液中一定不含有氯化鐵．由以上分析可知：
①反應后鐵有剩余，Fe+2FeCl₃=3FeCl₂，Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，Fe³⁺，Cu²⁺都不能存在，溶液中有Fe²⁺、Cu；
故答案為：Fe³⁺、Cu²⁺；
②反應后有Fe³⁺，Fe+2FeCl₃=3FeCl₂，Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，則容器里不可能有Fe、Cu，一定含有Fe²⁺，所以不可能剩余Fe和Cu，故答案為：Fe和Cu；
③反應后有Cu²⁺，Fe+2FeCl₃=3FeCl₂，Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，則容器里不可能有Fe，一定含有Fe²⁺，不可能剩余Fe，可能存在Fe³⁺，故答案為：Fe²⁺、Fe³⁺；
（2）①溶液呈強酸性，所以溶液中不存在與強酸反應的CO₃^2-離子；
②碘離子能和氯水反應生成碘單質，碘在四氯化碳中呈紫色，通過實驗現象判斷，溶液中含有I^-；
③鎂離子、鋁離子、鐵離子都和氫氧化鈉反應生成沉淀，通過實驗現象判斷，溶液中不存在與氫氧根離子反應生成沉淀的Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺；
④鋇離子和碳酸鈉反應生成白色沉淀，通過實驗現象判斷，溶液中有與Na₂CO₃溶液反應生成白色沉淀的Ba²⁺，如果有Ba²⁺離子，溶液中就沒有SO₄^2-；
⑤銨根離子在加熱條件下與氫氧化鈉反應生成能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色的氨氣，這是銨根離子的特征反應；
通過實驗現象判斷，溶液中有NH₄⁺，
通過以上現象不能判斷溶液中是否含有K⁺、Na⁺、Cl^-；
所以在溶液中肯定存在的離子有I^-、NH₄⁺、Ba²⁺；肯定不存在的離子有SO₄^2-、CO₃^2-、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺；還不能確定是否存在的離子有K⁺、Na⁺、Cl^-；
確定陰離子氯離子的存在的方法：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，
故答案為：I^-、NH₄⁺、Ba²⁺；SO₄^2-、CO₃^2-、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺；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．

點評：本題考查氧化還原反應以及鐵的單質化合物的性質，題目難度不大，本題關鍵是把握物質的氧化性、還原性強弱和常見離子的檢驗，考查物質的檢驗有：常見陽離子的檢驗、常見陰離子的檢驗、常見氣體的檢驗；要注意的是：焰色反應是元素的性質不是單質的性質，要觀察鉀元素的焰色反應時，必須透過藍色鈷玻璃，除去鈉元素的干擾，才能觀察到鉀元素焰色反應的顏色．