Question

10．某无色溶液中可能含有Na⁺、NH₄⁺、Ba²⁺、Cu²⁺、SO₄^2-、SO₃^2-、Cl^-、Br^-、CO₃^2-中的若干种．为检验其中含有的离子，进行如下实验：
①取10mL溶液，加入足量氯水，无气体产生，再加入CCl₄溶液分层，下层为橙红色；
②分液后，将①中上层溶液加入足量BaCl₂和HCl溶液，产生白色沉淀2.33g；
③另取10mL原溶液，加入过量的浓氢氧化钠溶液并加热，收集到标准状况下448mL气体．
下列关于原溶液的说法正确的是（　　）

• A． 肯定存在NH₄⁺、Cl^-、Br^-
• B． 是否存在Na⁺需要通过焰色反应来确定
• C． SO₄^2-、SO₃^2-至少含有一种
• D． 肯定不存在Ba²⁺、Cu²⁺、SO₃^2-、CO₃^2-

Answer 1

分析 无色溶液中不存在有色的Cu²⁺；
①取10mL溶液，加入足量氯水，无气体产生，说明原溶液中不存在CO₃^2-，再加入CCl₄溶液分层，下层为橙红色，说明存在Br^-；
②分液后，将①中上层溶液加入足量BaCl₂和HCl溶液，产生白色沉淀2.33g，该沉淀为硫酸钡，说明原溶液中含有SO₄^2-、SO₃^2-中的至少一种离子，则一定不存在Ba²⁺；
③另取10mL原溶液，加入过量的浓氢氧化钠溶液并加热，收集到标准状况下448m气体，说明原溶液中含有NH₄⁺，据此结合电荷守恒进行解答．

解答 解：无色溶液中不存在有色的Cu²⁺；根据①加入足量氯水生成无气体产生可知原溶液中不存在CO₃^2-，再加入CCl₄溶液分层，下层为橙红色，说明存在Br^-；
将①中上层溶液加入足量BaCl₂和HCl溶液，产生白色沉淀2.33g，该沉淀为硫酸钡，说明原溶液中含有SO₄^2-、SO₃^2-中的至少一种离子，则一定不存在Ba²⁺；
根据③可知生成的气体为氨气，其物质的量为：$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，说明原溶液中含有0.02molNH₄⁺；
2.33g硫酸钡的物质的量为：$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，由于溶液中含有溴离子，根据电荷守恒可知原溶液中负电荷的物质的量一定大于0.02mol，而正电荷只有0.02mol，说明溶液中一定还含有Na⁺，
根据分析可知，溶液中一定含有的离子为：Na⁺、NH₄⁺、Br^-及SO₄^2-、SO₃^2-中的至少一种离子；一定不存在的离子为：Ba²⁺、Cu²⁺、CO₃^2-，不能确定的离子为Cl^-，
A．肯定存在NH₄⁺、Br^-，无法确定是否含有Cl^-，故A错误；
B．根据分析可知，溶液中一定含有钠离子，不需要通过焰色反应检验，故B错误；
C．根据分析可知，SO₄^2-、SO₃^2-至少含有一种，故C正确；
D．肯定不存在Ba²⁺、Cu²⁺、CO₃^2-，可能含有SO₃^2-，故D错误；
故选C．

点评 本题考查了常见离子的检验方法，题目难度中等，明确常见离子的性质为解答关键，根据电荷守恒判断钠离子的存在情况为解答关键，试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力．