Question

某无色溶液中只可能溶有NH₄⁺、K⁺、Al³⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、Cl^-、I^-、MnO₄^-、SO₄^2-等离子中的几种离子．为分析其组成，现进行如下实验：
①取10mL该溶液于试管中滴加足量的Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀甲．
②取上述反应后的滤液，加入AgNO₃溶液未见沉淀产生．
③另取10mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀乙，当加入NaOH的物质的量为0.03mol时，沉淀的量达到最大；继续滴加NaOH溶液并加热，开始产生气体丙，收集气体丙，换算成标况下为0.224L（假设丙全部逸出），最后沉淀完全溶解．
则下列说法正确的是（　　）

• A、仅由实验①可推出肯定含有SO₄^2-，不含Cl^-
• B、该无色溶液肯定含有NH₄⁺、K⁺、Al³⁺、SO₄^2-
• C、该无色溶液肯定不含K⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、Cl^-、MnO₄^-、I^-
• D、不能确定该无色溶液是否含有K⁺

Answer 1

考点：物质的检验和鉴别的基本方法选择及应用

专题：物质检验鉴别题

分析：溶液无色，说明不含MnO₄^-；
①取10mL该溶液于试管中滴加Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀甲，说明甲为BaSO₄，原溶液中含有SO₄^2-；
②向滤液中加入AgNO₃溶液未见沉淀产生，说明不含有Cl^-、I^-；
③因为能与碱共热生成气体的只有NH₄⁺，氢氧化镁不溶于氢氧化钠溶液，Al³⁺能与氢氧化钠溶液反应生成沉淀又能完全溶解，铝离子与碳酸氢根离子能发生双水解反应而不能大量共存，故不含HCO₃^-；根据氢氧化铝沉淀0.01mol和标况下氨气为0.224L，利用元素守恒可知有NH₄⁺0.01mol，Al³⁺为0.01mol，再根据电荷守恒可推知含有K⁺；则一定含有的离子为K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，一定不含有的离子为MnO₄^-、Mg²⁺、Cl^-、I^-、HCO₃^-．

解答： 解：溶液无色，说明不含MnO₄^-；
①取10mL该溶液于试管中滴加Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀甲，说明甲为BaSO₄，原溶液中含有SO₄^2-；
②向滤液中加入AgNO₃溶液未见沉淀产生，说明不含有Cl^-、I^-；
③因为能与碱共热生成气体的只有NH₄⁺，氢氧化镁不溶于氢氧化钠溶液，Al³⁺能与氢氧化钠溶液反应生成沉淀又能完全溶解，铝离子与碳酸氢根离子能发生双水解反应而不能大量共存，故不含HCO₃^-；根据氢氧化铝沉淀0.01mol和标况下氨气为0.224L，利用元素守恒可知有NH₄⁺0.01mol，Al³⁺为0.01mol，再根据电荷守恒可推知含有K⁺、；综上所述可知一定含有的离子为K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，一定不含有的离子为MnO₄^-、Mg²⁺、Cl^-、I^-、HCO₃^-．
A．由上述分析可知，仅由实验①可推出肯定含有SO₄^2-，不能确定是否含Cl^-，故A错误；
B．由上述分析可知，一定含有的离子为K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，故B正确；
C．一定含有的离子为K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，一定不含有的离子为MnO₄^-、Mg²⁺、Cl^-、I^-、HCO₃^-，故C错误；
D．由电荷守恒可知，一定含K⁺，故D错误；
故选B．

点评：本题考查物质检验的实验方案的设计，为高频考点，把握实验中现象与结论的关系、发生的离子反应为解答的关键，注意电荷守恒的应用，题目难度中等．