Question

11．某溶液可能含有Clˉ、SO₄²ˉ、CO₃²ˉ、NH₄⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺ 和Na⁺．某同学为了确认其成分，取部分试液，设计并完成了如图实验：由此可知原溶液中（　　）

• A． 原溶液中c（Fe³⁺）=0.2 mol•L^-1
• B． 溶液中至少有4种离子存在，其中Clˉ一定存在，且c（Clˉ）≥0.2 mol•L^-1
• C． SO₄²ˉ、NH₄⁺、Na⁺一定存在，CO₃²ˉ、Al³⁺一定不存在
• D． 取少量原溶液于试管中，加入KSCN溶液，溶液成血红色，说明该溶液一定没有Fe²⁺，只有Fe³⁺

Answer 1

分析 加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，该气体为氨气，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺；
产生的红褐色沉淀为氢氧化铁，1.6g固体为三氧化二铁，氧化铁的物质的量为0.01mol，则原溶液中含有0.02mol铁元素，可能为Fe³⁺、Fe²⁺，原溶液中一定没有CO₃^2-；
滤液通入二氧化碳无现象，则原溶液中一定不存在Al³⁺；
4.66g不溶于盐酸的固体为硫酸钡，硫酸钡的物质的量为0.02mol，原溶液中含有0.02mol硫酸根离子；
颜色反应为黄色，则溶液中存在钠离子，由于加入了氢氧化钠溶液，无法判断原溶液中是否含有钠离子；
根据溶液电中性判断是否存在氯离子．

解答 解：加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，该气体为氨气，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺；
产生的红褐色沉淀为氢氧化铁，1.6g固体为三氧化二铁，氧化铁的物质的量为0.01mol，则原溶液中含有0.02mol铁元素，可能为Fe³⁺、Fe²⁺，原溶液中一定没有CO₃^2-；
滤液通入二氧化碳无现象，则原溶液中一定不存在Al³⁺；
颜色反应为黄色，则溶液中一定存在钠离子，由于加入了NaOH，无法判断原溶液中是否含有Na⁺；
4.66g不溶于盐酸的固体为硫酸钡，硫酸钡的物质的量为0.02mol，则原溶液中含有0.02mol硫酸根离子，
据电荷守恒，原溶液中一定有Cl^-，物质的量至少为 0.02mol×2+0.02mol-0.02mol×2=0.02mol，
A．根据以上分析可知，原溶液中含有0.02mol铁元素，无法判断存在的是铁离子或者亚铁离子，故A错误；
B．根据以上分析，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺，0.02molSO₄^2-，0.02molFe³⁺、Fe²⁺中的一种，当铁元素全部为亚铁离子时，阳离子所带电荷的物质的量最小，所以正电荷物质的量最少为：0.02mol×2+0.02mol=0.06mol，而负电荷的物质的量为：0.02mol×2=0.04mol，根据溶液电中性可知，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B正确；
C．根据以上分析可知，原溶液中一定存在SO₄^2-、NH₄⁺、Cl^-，只是存在Fe³⁺、Fe²⁺中的一种，其离子的物质的量为0.02mol，一定不存在CO₃^2-、Al³⁺；由于第一步中加入了氢氧化钠溶液，引进了钠离子，无法确定原溶液中是否含有钠离子，故C错误；
D．检验亚铁离子时，取少量原溶液于试管中，加KSCN溶液，此时溶液现象必须是无色，然后再加入适量氯水，溶液呈血红色，则含有Fe²⁺，否则如果加入硫氰化钾溶液后显示红色，则无法证明原溶液中是否含有亚铁离子，故D错误；
故选B．

点评 本题考查物质分离、提纯实验方案的设计，为高频考点，把握实验流程中的试剂、发生的反应及分离方法为解答的关键，侧重分析能力、实验能力的综合考查，题目难度不大，注意根据溶液电中性判断氯离子存在的方法．