Question

（1）某待測液中可能含有A1³⁺、Fe³⁺、K⁺、NH₄⁺、C1^-等離子，現通過如下實驗對其中的陽離子進行檢驗：
a取少量待測液，仔細觀察，呈無色；
b向上述待測液中滴加NaOH溶液，有白色沉淀生成，NaOH溶液過量后沉淀又完全溶解．實驗過程中還有刺激性氣味的氣體產生，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍．
據此可以判斷該待測液中一定含有的陽離子是______，一定沒有的陽離子是______．還有一種陽離子沒有檢驗，檢驗這種離子的實驗方法是（填寫實驗名稱）______，現象是______．
（2）溴水和氯化鐵溶液是中學化學實驗中的常用試劑，濃度較小時，溶液均呈黃色．某同學在探究鐵的化合物的相互轉化時，進行了如下實驗．請你參與討論．
實驗操作：向20mL的FeSO₄溶液中，滴加濃溴水，振蕩．
實驗現象：溶液由淺綠色（近乎無色）變成黃色．
a溶液顏色發生改變的原因可能是______（用選項符號表示）．
①使溶液呈黃色的微粒是Br₂　　　　　　
②使溶液呈黃色的微粒是Fe³⁺
③使溶液呈黃色的微粒是Fe³⁺和Br₂
b為進一步探究溴水和FeSO₄溶液是否發生了反應，下列是該同學設計的一些實驗方案：

	操作	實驗現象及結論
方案1	取少量黃色溶液，加入NaOH	最終生成紅褐色沉淀，說明溴水和FeSO4溶液發生了化學反應
方案2	取少量黃色溶液，加入淀粉碘化鉀溶液	溶液變藍色，說明未發生化學反應
方案3	取少量黃色溶液，加入四氯化碳，振蕩	下層溶液呈橙紅色，說明未發生化學反應

①方案1的結論是否合理______（填“合理”或“不合理”）．
②方案2的結論明顯不合理，可能發生反應的離子方程式為______．
③方案3的結論也不合理，理由是______．
④你認為判斷溴水和FeSO₄溶液是否反應的最簡單方法是（填“操作”“現象”“結論”）：______．

Answer 1

解：（1）取少量溶液呈無色判斷，溶液中一定不含Fe³⁺；向上述待測液中滴加NaOH溶液，有白色沉淀生成，NaOH溶液過量后沉淀又完全溶解．實驗過程中還有刺激性氣味的氣體產生，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍．證明生成的沉淀是氫氧化鋁，氫氧化鋁溶解于氫氧化鈉溶液中，證明原溶液中含Al³⁺；產生的氣體根據現象變化判斷為是氨氣，原溶液中含NH₄⁺；未檢出的陽離子是K⁺離子；利用金屬元素的焰色反應進行驗證，透過藍色鈷玻璃呈紫色證明含有鉀離子，
故答案為：Al³⁺、NH₄⁺；Fe³⁺；焰色反應；透過藍色鈷玻璃呈紫色；
（2）a溶液由淺綠色（近乎無色）變成黃色．，加入溴水的溶液，溴單質濃度較小時，溶液均呈黃色；Fe³⁺的溶液呈黃色；溶液顏色改變的原因可能為溴單質的顏色、或三價鐵離子的顏色或二者混合形成的顏色，所以選項溶液顏色發生改變的原因可能是①②③；故答案為：①②③；
①取少量黃色溶液，加入NaO最終生成紅褐色沉淀，不一定說明溴水和FeSO₄溶液發生了化學反應，因為氫氧化鈉和亞鐵離子反應生成的氫氧化亞鐵白色沉淀會迅速變為灰綠色最后生成紅褐色沉淀氫氧化鐵，所以不合理，故答案為：不合理；
②取少量黃色溶液，加入淀粉碘化鉀溶液，溶液變藍色，不一定說明未發生化學反應，因為溴單質與亞鐵離子反應生成的三價鐵離子會氧化碘離子生成單質碘，溴單質過量也可以出現此現象，發生的可能反應為：Br₂+2I^-=I₂+2Br^-，故答案為：Br₂+2I^-=I₂+2Br^-；
③取少量黃色溶液，加入四氯化碳，振蕩，下層溶液呈橙紅色，不一定說明未發生化學反應，若溴水過量，加入四氯化碳也會發生上述現象，故答案為：溴水可能過量；
④判斷溴水和FeSO₄溶液是否反應的最簡單方法是只需檢驗有無三價鐵離子生成就可以證明發生反應，方法為：取少量溶液，滴加KSCN溶液呈血紅色，FeSO₄與溴水反應生成Fe³⁺，
故答案為：取少量溶液，滴加KSCN溶液呈血紅色，FeSO₄與溴水反應生成Fe³⁺．
分析：（1）取少量溶液呈無色判斷，溶液中一定不含Fe³⁺；向上述待測液中滴加NaOH溶液，有白色沉淀生成，NaOH溶液過量后沉淀又完全溶解．實驗過程中還有刺激性氣味的氣體產生，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍．證明生成的沉淀是氫氧化鋁，氫氧化鋁溶解于氫氧化鈉溶液中，證明原溶液中含Al³⁺；產生的氣體根據現象變化判斷為是氨氣，原溶液中含NH₄⁺；未檢出的陽離子是K⁺離子；利用金屬元素的焰色反應進行驗證；
（2）a溶液由淺綠色（近乎無色）變成黃色．，加入溴水的溶液，溴單質濃度較小時，溶液均呈黃色；Fe³⁺的溶液呈黃色；溶液顏色改變的原因可能為溴單質的顏色、或三價鐵離子的顏色或二者混合形成的顏色；
b進一步探究溴水和FeSO₄溶液是否發生了反應的實驗過程，依據步驟和反應現象分析判斷；生成三價鐵離子是最簡單的檢驗方法；檢驗溴的存在判斷，溴單質可能反應后過量，也可以不反應都會產生對應現象；檢驗時加入氫氧化鈉溶液最終生成紅褐色沉淀，可以是氫氧化亞鐵氧化得到．
點評：本題考查了常見離子的檢驗方法分析，現象的判斷應用，反應的產物判斷，主要是反應是否進行的實驗設計方案的假設和驗證，鐵及其化合物性質的應用，離子檢驗方法是解題關鍵．