Question

8．某无色溶液可能含有NH₄⁺、Na⁺、Mg2⁺、Al³⁺、Fe³⁺、S0₄^2-、S0₃^2-、S₂0₃^2-、C0₃^2一中的若干离子．为了探究其组成，分别取溶液100mL进行如下实验：
下列叙述错误的是（　　）

• A． 溶液中一定含有NH₄⁺、C0₃^2-
• B． 溶液中离子浓度c（Na⁺）=c（S0₄^2一）
• C． 溶液中一定不含Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺
• D． 溶液可能是由Na₂C0₃与（NH₄）₂S0₄组成的混合溶液

Answer 1

分析 某无色溶液可能含有NH₄⁺、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、S0₄^2-、S0₃^2-、S₂0₃^2-、C0₃^2-中的若干离子，由于溶液无色，故不含Fe³⁺；
（1）向溶液中加入足量的盐酸，生成2.24L无色无味的气体，故此气体是CO₂，故一定含C0₃^2-，并能据此确定C0₃^2-的物质的量为0.1mol，且和C0₃^2-不能共存的离子不能有；此气体不是SO₂，据此可知不能含S0₃^2-、S₂0₃^2-；
（2）由于溶液中含0.1molC0₃^2-，故当加入足量的氯化钡时，产生的沉淀中一定含0.1molBaCO₃，但质量仅为19.7g，据此可知溶液中含一定含S0₄^2-，并根据BaSO₄的质量换算成物质的量，即可知S0₄^2-的物质的量也为0.1mol；
（3）加入足量的NaOH溶液后，生成4.48L气体即氨气，据此可知溶液中含NH₄⁺和其物质的量，然后根据溶液的电中性来确定Na⁺的存在，据此分析．

解答 解：某无色溶液可能含有NH₄⁺、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、S0₄^2-、S0₃^2-、S₂0₃^2-、C0₃^2-中的若干离子，由于溶液无色，故不含Fe³⁺；
（1）向溶液中加入足量的盐酸，生成2.24L无色无味的气体，则此气体是CO₂，则一定含C0₃^2-，由于气体的物质的量为0.1mol，可知C0₃^2-的物质的量为0.1mol，由于Mg²⁺、Al³⁺均和C0₃^2-不能共存，故溶液中无Mg²⁺、Al³⁺；由于此气体无味，故此气体不是SO₂，故溶液中不能含S0₃^2-、S₂0₃^2-；
（2）加入足量的氯化钡溶液后，生成43.0g沉淀．由于溶液中含0.1molC0₃^2-，故当加入足量的氯化钡时，产生的沉淀中一定含0.1molBaCO₃，质量仅为19.7g，据此可知溶液中除了含0.1molC0₃^2-还一定含S0₄^2-，且生成的BaSO₄的质量为m=43.0g-19.7g=23.3g，物质的量为n$\frac{23.3g}{233g/mol}$=0.1mol，故溶液中S0₄^2-的物质的量为0.1mol；
（3）加入足量的NaOH溶液后，生成4.48L气体，则气体为氨气，由于氨气的物质的量为0.2mol，可知溶液中含NH₄⁺且其物质的量为0.2mol，而溶液一定呈电中性，故溶液中Na⁺一定存在，且物质的量为0.2mol．
即溶液中含0.2molNH₄⁺、0.2molNa⁺、0.1molC0₃^2-、0.1molS0₄^2-，不含Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、S0₃^2-、S₂0₃^2-．
A、溶液中一定含有NH₄⁺、C0₃^2-，故A正确；
B、溶液中离子浓度c（Na⁺）=2c（S0₄^2-）=$\frac{0.2mol}{0.1L}$=2mol/L，故B错误；
C、溶液中一定不含Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺，故C正确；
D、由于溶液中含0.2molNH₄⁺、0.2molNa⁺、0.1molC0₃^2-、0.1molS0₄^2-，故可以看做是Na₂C0₃与（NH₄）₂S0₄组成的混合液，故D正确．
故选B．

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，注意熟练掌握常见离子的检验方法，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．