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【例2】某未知溶液中含有$\ce{K^{+}}$、$\ce{NH^{+}_{4}}$、$\ce{Fe^{3+}}$、$\ce{Cl^{-}}$、$\ce{SO^{2-}_{4}}$、$\ce{NO^{-}_{3}}$中的几种，为确定溶液中可能含有的离子，进行以下实验探究：
(1)经观察，未知溶液呈浅黄色。
(2)取少量未知溶液，滴加足量的$\ce{NaOH}$溶液并加热，有红褐色沉淀生成并伴有刺激性气味。
(3)另取少量未知溶液滴加$\ce{Ba(NO_{3})_{2}}$溶液，无明显现象，再滴加$\ce{AgNO_{3}}$溶液，有白色沉淀生成。
请分析实验过程，推断：
溶液中一定存在的离子有________(填符号，下同)，可能存在的离子有________，一定不存在的离子是________。
(1)经观察，未知溶液呈浅黄色。
(2)取少量未知溶液，滴加足量的$\ce{NaOH}$溶液并加热，有红褐色沉淀生成并伴有刺激性气味。
(3)另取少量未知溶液滴加$\ce{Ba(NO_{3})_{2}}$溶液，无明显现象，再滴加$\ce{AgNO_{3}}$溶液，有白色沉淀生成。
请分析实验过程，推断：
溶液中一定存在的离子有________(填符号，下同)，可能存在的离子有________，一定不存在的离子是________。
答案
一定存在的离子 $\ce{NH^{+}_{4}}$、$\ce{Fe^{3+}}$、$\ce{Cl^{-}}$
可能存在的离子 $\ce{K^{+}}$、$\ce{NO^{-}_{3}}$
一定不存在的离子 $\ce{SO^{2-}_{4}}$
可能存在的离子 $\ce{K^{+}}$、$\ce{NO^{-}_{3}}$
一定不存在的离子 $\ce{SO^{2-}_{4}}$
解析
【分析】
要推断溶液中的离子，需根据实验现象逐一分析：首先，溶液呈浅黄色，结合常见离子的颜色特征，可初步判断含Fe³+；其次，加NaOH溶液加热产生红褐色沉淀（Fe(OH)₃）和刺激性气味气体（NH₃），进一步确定含Fe³+和NH₄+；然后，加Ba(NO₃)₂无现象，说明无SO₄²-（BaSO₄为白色沉淀），再加AgNO₃产生白色沉淀（AgCl），说明含Cl-；最后，K+和NO₃-无实验现象证明存在与否，属于可能存在的离子。
【解析】
1. 溶液呈浅黄色：Fe³+的水溶液为浅黄色，故一定存在Fe³+；
2. 滴加足量NaOH溶液并加热，红褐色沉淀为Fe(OH)₃，说明含Fe³+；刺激性气味气体为NH₃，说明含NH₄+；
3. 滴加Ba(NO₃)₂无明显现象，说明溶液中无SO₄²-（BaSO₄难溶于水）；再滴加AgNO₃有白色沉淀生成，该沉淀为AgCl，说明含Cl-；
4. K+和NO₃-无对应实验现象证明其存在或不存在，故为可能存在的离子。
【答案】
一定存在的离子：$\ce{NH^{+}_{4}}$、$\ce{Fe^{3+}}$、$\ce{Cl^{-}}$；可能存在的离子：$\ce{K^{+}}$、$\ce{NO^{-}_{3}}$；一定不存在的离子：$\ce{SO^{2-}_{4}}$
【知识点】
离子的检验、常见离子的性质
【点评】
本题为基础离子推断题，通过实验现象逐一确定或排除离子，需掌握常见离子的特征反应，难度适中，是离子推断的典型题型。
【难度系数】
0.6
要推断溶液中的离子，需根据实验现象逐一分析：首先，溶液呈浅黄色，结合常见离子的颜色特征，可初步判断含Fe³+；其次，加NaOH溶液加热产生红褐色沉淀（Fe(OH)₃）和刺激性气味气体（NH₃），进一步确定含Fe³+和NH₄+；然后，加Ba(NO₃)₂无现象，说明无SO₄²-（BaSO₄为白色沉淀），再加AgNO₃产生白色沉淀（AgCl），说明含Cl-；最后，K+和NO₃-无实验现象证明存在与否，属于可能存在的离子。
【解析】
1. 溶液呈浅黄色：Fe³+的水溶液为浅黄色，故一定存在Fe³+；
2. 滴加足量NaOH溶液并加热，红褐色沉淀为Fe(OH)₃，说明含Fe³+；刺激性气味气体为NH₃，说明含NH₄+；
3. 滴加Ba(NO₃)₂无明显现象，说明溶液中无SO₄²-（BaSO₄难溶于水）；再滴加AgNO₃有白色沉淀生成，该沉淀为AgCl，说明含Cl-；
4. K+和NO₃-无对应实验现象证明其存在或不存在，故为可能存在的离子。
【答案】
一定存在的离子：$\ce{NH^{+}_{4}}$、$\ce{Fe^{3+}}$、$\ce{Cl^{-}}$；可能存在的离子：$\ce{K^{+}}$、$\ce{NO^{-}_{3}}$；一定不存在的离子：$\ce{SO^{2-}_{4}}$
【知识点】
离子的检验、常见离子的性质
【点评】
本题为基础离子推断题，通过实验现象逐一确定或排除离子，需掌握常见离子的特征反应，难度适中，是离子推断的典型题型。
【难度系数】
0.6
练习1有一包白色粉末，可能是由硫酸铜、氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、硝酸钾中的一种或几种组成，为检验其中的成分，按以下流程进行实验：
(1)根据实验现象，白色粉末中一定有
(2)实验中不能用$\ce{BaCl_{2}}$溶液代替$\ce{Ba(NO_{3})_{2}}$溶液的理由是
(3)请写出白色沉淀溶解于足量稀硝酸的化学方程式：
(1)根据实验现象，白色粉末中一定有
$\ce{Na_{2}CO_{3}}$、$\ce{NaCl}$
（填化学式）。(2)实验中不能用$\ce{BaCl_{2}}$溶液代替$\ce{Ba(NO_{3})_{2}}$溶液的理由是
会引入氯离子，对氯化钠的检验造成干扰
。(3)请写出白色沉淀溶解于足量稀硝酸的化学方程式：
$\ce{BaCO_{3} + 2HNO_{3}\xlongequal{\;\;}Ba(NO_{3})_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
。答案
1. $\ce{Na_{2}CO_{3}}$、$\ce{NaCl}$
2. 会引入氯离子，对氯化钠的检验造成干扰
3. $\ce{BaCO_{3} + 2HNO_{3}\xlongequal{\;\;}Ba(NO_{3})_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
2. 会引入氯离子，对氯化钠的检验造成干扰
3. $\ce{BaCO_{3} + 2HNO_{3}\xlongequal{\;\;}Ba(NO_{3})_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
解析
【分析】
首先，白色粉末加水得到无色溶液，说明不含硫酸铜（硫酸铜溶液呈蓝色）；接着向无色溶液中加入足量$\ce{Ba(NO_{3})_{2}}$溶液，产生白色沉淀，该沉淀加足量稀硝酸后全部溶解，说明沉淀是碳酸钡（$\ce{BaCO_{3}}$），而非不溶于稀硝酸的硫酸钡（$\ce{BaSO_{4}}$），因此原粉末一定含碳酸钠（$\ce{Na_{2}CO_{3}}$），不含硫酸钠（$\ce{Na_{2}SO_{4}}$）；之后，加入$\ce{Ba(NO_{3})_{2}}$后的无色溶液中加入$\ce{AgNO_{3}}$溶液和稀硝酸，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀（氯化银$\ce{AgCl}$），说明原粉末含氯化钠（$\ce{NaCl}$）；硝酸钾不参与上述反应，无法确定是否存在。
【解析】
(1) ① 白色粉末加水得无色溶液，排除含蓝色溶液的$\ce{CuSO_{4}}$；② 加$\ce{Ba(NO_{3})_{2}}$产生的白色沉淀加稀硝酸全部溶解，说明沉淀为$\ce{BaCO_{3}}$，故原粉末含$\ce{Na_{2}CO_{3}}$，不含$\ce{Na_{2}SO_{4}}$；③ 滤液加$\ce{AgNO_{3}}$和稀硝酸得白色沉淀（$\ce{AgCl}$），说明含$\ce{NaCl}$，因此一定有$\ce{Na_{2}CO_{3}}$、$\ce{NaCl}$。
(2) 若用$\ce{BaCl_{2}}$代替$\ce{Ba(NO_{3})_{2}}$，会引入$\ce{Cl^-}$，后续检验原粉末中的$\ce{Cl^-}$时，无法判断$\ce{Cl^-}$来自原粉末还是加入的$\ce{BaCl_{2}}$，干扰$\ce{NaCl}$的检验。
(3) 白色沉淀为$\ce{BaCO_{3}}$，与稀硝酸反应生成硝酸钡、水和二氧化碳，化学方程式为$\ce{BaCO_{3} + 2HNO_{3}\xlongequal{\;\;}Ba(NO_{3})_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$。
【答案】
1. $\ce{Na_{2}CO_{3}}$、$\ce{NaCl}$
2. 会引入氯离子，对氯化钠的检验造成干扰
3. $\ce{BaCO_{3} + 2HNO_{3}\xlongequal{\;\;}Ba(NO_{3})_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
【知识点】
物质的推断、盐的化学性质、化学方程式书写
【点评】
本题为典型的盐类推断题，需根据实验现象逐步排除或确定物质，掌握常见离子（$\ce{Cu^{2+}}$、$\ce{SO^{2-}_{4}}$、$\ce{CO^{2-}_{3}}$、$\ce{Cl^-}$）的检验方法是解题关键，综合考查了盐的性质和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
首先，白色粉末加水得到无色溶液，说明不含硫酸铜（硫酸铜溶液呈蓝色）；接着向无色溶液中加入足量$\ce{Ba(NO_{3})_{2}}$溶液，产生白色沉淀，该沉淀加足量稀硝酸后全部溶解，说明沉淀是碳酸钡（$\ce{BaCO_{3}}$），而非不溶于稀硝酸的硫酸钡（$\ce{BaSO_{4}}$），因此原粉末一定含碳酸钠（$\ce{Na_{2}CO_{3}}$），不含硫酸钠（$\ce{Na_{2}SO_{4}}$）；之后，加入$\ce{Ba(NO_{3})_{2}}$后的无色溶液中加入$\ce{AgNO_{3}}$溶液和稀硝酸，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀（氯化银$\ce{AgCl}$），说明原粉末含氯化钠（$\ce{NaCl}$）；硝酸钾不参与上述反应，无法确定是否存在。
【解析】
(1) ① 白色粉末加水得无色溶液，排除含蓝色溶液的$\ce{CuSO_{4}}$；② 加$\ce{Ba(NO_{3})_{2}}$产生的白色沉淀加稀硝酸全部溶解，说明沉淀为$\ce{BaCO_{3}}$，故原粉末含$\ce{Na_{2}CO_{3}}$，不含$\ce{Na_{2}SO_{4}}$；③ 滤液加$\ce{AgNO_{3}}$和稀硝酸得白色沉淀（$\ce{AgCl}$），说明含$\ce{NaCl}$，因此一定有$\ce{Na_{2}CO_{3}}$、$\ce{NaCl}$。
(2) 若用$\ce{BaCl_{2}}$代替$\ce{Ba(NO_{3})_{2}}$，会引入$\ce{Cl^-}$，后续检验原粉末中的$\ce{Cl^-}$时，无法判断$\ce{Cl^-}$来自原粉末还是加入的$\ce{BaCl_{2}}$，干扰$\ce{NaCl}$的检验。
(3) 白色沉淀为$\ce{BaCO_{3}}$，与稀硝酸反应生成硝酸钡、水和二氧化碳，化学方程式为$\ce{BaCO_{3} + 2HNO_{3}\xlongequal{\;\;}Ba(NO_{3})_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$。
【答案】
1. $\ce{Na_{2}CO_{3}}$、$\ce{NaCl}$
2. 会引入氯离子，对氯化钠的检验造成干扰
3. $\ce{BaCO_{3} + 2HNO_{3}\xlongequal{\;\;}Ba(NO_{3})_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
【知识点】
物质的推断、盐的化学性质、化学方程式书写
【点评】
本题为典型的盐类推断题，需根据实验现象逐步排除或确定物质，掌握常见离子（$\ce{Cu^{2+}}$、$\ce{SO^{2-}_{4}}$、$\ce{CO^{2-}_{3}}$、$\ce{Cl^-}$）的检验方法是解题关键，综合考查了盐的性质和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
练习2现有一白色固体混合物，可能由$\ce{BaCl_{2}}$、$\ce{KOH}$、$\ce{KNO_{3}}$、$\ce{MgCl_{2}}$、$\ce{CuSO_{4}}$中的几种混合而成。为证明其组成，做如下实验：
(1)取一定量该固体混合物加入足量的水中，充分搅拌，得到白色沉淀和无色溶液。过滤得白色沉淀①，无色滤液①。则原混合物中一定含有________（填化学式，下同），一定不含有________。
(2)向无色滤液①中加入KOH溶液，无任何现象。再加入过量的某可溶性碳酸盐溶液，充分反应后过滤，得白色沉淀②、无色滤液②。则原混合物中一定还含有________。
(3)向无色滤液②中加入过量的盐酸，然后将所得的液体蒸干，得到固体A。如果固体A中只含有两种元素，原混合物中一定不含有________，则(2)中加入的碳酸盐溶液是________溶液。
(1)取一定量该固体混合物加入足量的水中，充分搅拌，得到白色沉淀和无色溶液。过滤得白色沉淀①，无色滤液①。则原混合物中一定含有________（填化学式，下同），一定不含有________。
(2)向无色滤液①中加入KOH溶液，无任何现象。再加入过量的某可溶性碳酸盐溶液，充分反应后过滤，得白色沉淀②、无色滤液②。则原混合物中一定还含有________。
(3)向无色滤液②中加入过量的盐酸，然后将所得的液体蒸干，得到固体A。如果固体A中只含有两种元素，原混合物中一定不含有________，则(2)中加入的碳酸盐溶液是________溶液。
答案
1. $\ce{KOH}$、$\ce{MgCl_{2}}$；$\ce{CuSO_{4}}$
2. $\ce{BaCl_{2}}$
3. $\ce{KNO_{3}}$；$\ce{K_{2}CO_{3}}$
2. $\ce{BaCl_{2}}$
3. $\ce{KNO_{3}}$；$\ce{K_{2}CO_{3}}$
解析
【分析】
首先分析实验（1）：加水后溶液无色，说明不含$\ce{CuSO_{4}}$（其水溶液为蓝色）；生成白色沉淀，由给定物质可知，$\ce{MgCl_{2}}$与$\ce{KOH}$反应生成$\ce{Mg(OH)_{2}}$白色沉淀，故原混合物一定含$\ce{KOH}$、$\ce{MgCl_{2}}$，一定不含$\ce{CuSO_{4}}$。
实验（2）：滤液①加$\ce{KOH}$无现象，说明$\ce{Mg^{2+}}$已完全沉淀；加过量可溶性碳酸盐得白色沉淀，该沉淀为$\ce{BaCO_{3}}$，说明原混合物含$\ce{Ba^{2+}}$，即一定含$\ce{BaCl_{2}}$。
实验（3）：滤液②加过量盐酸蒸干得固体A仅含两种元素，若含$\ce{KNO_{3}}$则蒸干后固体含$\ce{K}$、$\ce{N}$、$\ce{O}$三种元素，故一定不含$\ce{KNO_{3}}$；加入的碳酸盐为$\ce{K_{2}CO_{3}}$，反应后滤液中含$\ce{K^{+}}$，加盐酸生成$\ce{KCl}$，蒸干后仅$\ce{KCl}$（两种元素），符合条件。
【解析】
（1）$\ce{CuSO_{4}}$溶于水形成蓝色溶液，加水后得到无色溶液，说明原混合物一定不含$\ce{CuSO_{4}}$；$\ce{MgCl_{2}}$与$\ce{KOH}$在水中反应生成$\ce{Mg(OH)_{2}}$白色沉淀，因此原混合物一定含$\ce{KOH}$、$\ce{MgCl_{2}}$。
（2）向无色滤液①中加$\ce{KOH}$无现象，说明$\ce{Mg^{2+}}$已完全沉淀；加入过量可溶性碳酸盐后生成白色沉淀，该沉淀为$\ce{BaCO_{3}}$，说明原混合物含$\ce{Ba^{2+}}$，即一定含$\ce{BaCl_{2}}$。
（3）向无色滤液②中加过量盐酸蒸干得固体A仅含两种元素，若原混合物含$\ce{KNO_{3}}$，则蒸干后固体含$\ce{K}$、$\ce{N}$、$\ce{O}$三种元素，与题意矛盾，故一定不含$\ce{KNO_{3}}$；加入的碳酸盐为$\ce{K_{2}CO_{3}}$，反应后滤液中含$\ce{K^{+}}$，加盐酸生成$\ce{KCl}$，蒸干后仅$\ce{KCl}$（两种元素），符合条件。
【答案】
1. $\ce{KOH}$、$\ce{MgCl_{2}}$；$\ce{CuSO_{4}}$
2. $\ce{BaCl_{2}}$
3. $\ce{KNO_{3}}$；$\ce{K_{2}CO_{3}}$
【知识点】
物质的鉴别，酸碱盐反应，离子检验
【点评】
本题为酸碱盐推断题，需根据实验现象逐步推导物质组成，考查对常见酸碱盐性质、溶液颜色及离子反应的掌握，逻辑分析要求较高，是典型的中档推断题。
【难度系数】
0.5
首先分析实验（1）：加水后溶液无色，说明不含$\ce{CuSO_{4}}$（其水溶液为蓝色）；生成白色沉淀，由给定物质可知，$\ce{MgCl_{2}}$与$\ce{KOH}$反应生成$\ce{Mg(OH)_{2}}$白色沉淀，故原混合物一定含$\ce{KOH}$、$\ce{MgCl_{2}}$，一定不含$\ce{CuSO_{4}}$。
实验（2）：滤液①加$\ce{KOH}$无现象，说明$\ce{Mg^{2+}}$已完全沉淀；加过量可溶性碳酸盐得白色沉淀，该沉淀为$\ce{BaCO_{3}}$，说明原混合物含$\ce{Ba^{2+}}$，即一定含$\ce{BaCl_{2}}$。
实验（3）：滤液②加过量盐酸蒸干得固体A仅含两种元素，若含$\ce{KNO_{3}}$则蒸干后固体含$\ce{K}$、$\ce{N}$、$\ce{O}$三种元素，故一定不含$\ce{KNO_{3}}$；加入的碳酸盐为$\ce{K_{2}CO_{3}}$，反应后滤液中含$\ce{K^{+}}$，加盐酸生成$\ce{KCl}$，蒸干后仅$\ce{KCl}$（两种元素），符合条件。
【解析】
（1）$\ce{CuSO_{4}}$溶于水形成蓝色溶液，加水后得到无色溶液，说明原混合物一定不含$\ce{CuSO_{4}}$；$\ce{MgCl_{2}}$与$\ce{KOH}$在水中反应生成$\ce{Mg(OH)_{2}}$白色沉淀，因此原混合物一定含$\ce{KOH}$、$\ce{MgCl_{2}}$。
（2）向无色滤液①中加$\ce{KOH}$无现象，说明$\ce{Mg^{2+}}$已完全沉淀；加入过量可溶性碳酸盐后生成白色沉淀，该沉淀为$\ce{BaCO_{3}}$，说明原混合物含$\ce{Ba^{2+}}$，即一定含$\ce{BaCl_{2}}$。
（3）向无色滤液②中加过量盐酸蒸干得固体A仅含两种元素，若原混合物含$\ce{KNO_{3}}$，则蒸干后固体含$\ce{K}$、$\ce{N}$、$\ce{O}$三种元素，与题意矛盾，故一定不含$\ce{KNO_{3}}$；加入的碳酸盐为$\ce{K_{2}CO_{3}}$，反应后滤液中含$\ce{K^{+}}$，加盐酸生成$\ce{KCl}$，蒸干后仅$\ce{KCl}$（两种元素），符合条件。
【答案】
1. $\ce{KOH}$、$\ce{MgCl_{2}}$；$\ce{CuSO_{4}}$
2. $\ce{BaCl_{2}}$
3. $\ce{KNO_{3}}$；$\ce{K_{2}CO_{3}}$
【知识点】
物质的鉴别，酸碱盐反应，离子检验
【点评】
本题为酸碱盐推断题，需根据实验现象逐步推导物质组成，考查对常见酸碱盐性质、溶液颜色及离子反应的掌握，逻辑分析要求较高，是典型的中档推断题。
【难度系数】
0.5
