Question

10．某溶液可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺ 和Na⁺．某同學為了確認其成分，取部分試液，設計并完成了如下實驗：由此可知原溶液中（　　）

• A． 溶液中至少有4種離子存在，其中Cl^-一定存在，且c（Cl^-）≥0.2 mol•L^-1
• B． 原溶液中c（Fe³⁺）=0.2 mol•L^-1
• C． SO₄^2-、NH₄⁺、Na⁺一定存在，CO₃^2-、Al³⁺一定不存在
• D． 取少量原溶液并加入KSCN溶液，呈血紅色，說明該溶液一定沒有Fe²⁺，只有Fe³⁺

Answer 1

分析 加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02mol氣體，該氣體為氨氣，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺；
產生的紅褐色沉淀為氫氧化鐵，1.6g固體為三氧化二鐵，氧化鐵的物質的量為0.01mol，則原溶液中含有0.02mol鐵元素，可能為Fe³⁺、Fe²⁺，原溶液中一定沒有CO₃^2-；
濾液通入二氧化碳無現(xiàn)象，則原溶液中一定不存在Al³⁺；
4.66g不溶于鹽酸的固體為硫酸鋇，硫酸鋇的物質的量為0.02mol，原溶液中含有0.02mol硫酸根離子；
顏色反應為黃色，則溶液中存在鈉離子，由于加入了氫氧化鈉溶液，無法判斷原溶液中是否含有鈉離子，由溶液為電中性可判斷是否存在氯離子，以此來解答．

解答 解：加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02mol氣體，該氣體為氨氣，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺；
產生的紅褐色沉淀為氫氧化鐵，1.6g固體為三氧化二鐵，氧化鐵的物質的量為0.01mol，則原溶液中含有0.02mol鐵元素，可能為Fe³⁺、Fe²⁺，原溶液中一定沒有CO₃^2-；
濾液通入二氧化碳無現(xiàn)象，則原溶液中一定不存在Al³⁺；
顏色反應為黃色，則溶液中一定存在鈉離子，由于加入了NaOH，無法判斷原溶液中是否含有Na⁺；
4.66g不溶于鹽酸的固體為硫酸鋇，硫酸鋇的物質的量為0.02mol，則原溶液中含有0.02mol硫酸根離子，
由電荷守恒，原溶液中一定有Cl^-，物質的量至少為 0.02mol×2+0.02mol-0.02mol×2=0.02mol，
A．由以上分析，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺，0.02molSO₄^2-，0.02molFe³⁺、Fe²⁺中的一種，當鐵元素全部為亞鐵離子時，陽離子所帶電荷的物質的量最小，所以正電荷物質的量最少為0.02mol×2+0.02mol=0.06mol，而負電荷的物質的量為0.02mol×2=0.04mol，根據溶液電中性可知，原溶液中一定存在Cl^-，且c（Cl^-）≥$\frac{0.06mol-0.04mol}{0.1L}$=0.2 mol•L^-1，故A正確；
B．原溶液中含有0.02molFe，無法判斷存在的是鐵離子或者亞鐵離子，故B錯誤；
C．原溶液中一定存在SO₄^2-、NH₄⁺、Cl^-，只是存在Fe³⁺、Fe²⁺中的一種，其離子的物質的量為0.02mol，一定不存在CO₃^2-、Al³⁺；由于第一步中加入了氫氧化鈉溶液，引進了鈉離子，無法確定原溶液中是否含有鈉離子，故C錯誤；
D．少量原溶液并加入KSCN溶液，呈血紅色，可知一定含F(xiàn)e³⁺，不能確定是否含F(xiàn)e²⁺，故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查溶液中成分的確定，為高頻考點，注意掌握常見離子的性質及檢驗方法為解答的關鍵，注意根據溶液電中性判斷氯離子存在，側重分析、推斷能力的綜合考查，題目難度中等．