Question

16．现有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，现取三份100mL溶液进行如下实验：
（1）第一份加入几滴AgNO₃溶液后有沉淀产生；
（2）第二份加过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.03mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲
（3）在甲溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02g
（4）第三份加足量BaCl₂溶液后，得白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g．
下列说法不正确的是（　　）

• A． 步骤（3）后可以确定CO₃^2-一定不存在
• B． 忽略步骤（1）对实验结论并无影响
• C． 不能确定原溶液是否含有K⁺和Cl^-
• D． 若把步骤（2）产生的气体通入步骤（1）的滤液中，又可产生0.78g沉淀

Answer 1

分析 （1）第一份加入几滴AgNO₃溶液后有沉淀产生，溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
（2）第二份加过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.03mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲，说明溶液中不存在Fe³⁺、Mg²⁺；
（3）在甲溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02g，说明原溶液中一定存在Al³⁺，结合离子共存可知一定不存在CO₃^2-；1.02g为氧化铝的质量，其物质的量为：$\frac{1.02g}{102g/mol}$=0.01mol，说明每份溶液中含有0.02molAl³⁺；
（4）第三份加足量BaCl₂溶液后，得白色沉淀，该白色沉淀为硫酸钡，说明原溶液中一定存在SO₄^2-，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g，则硫酸钡的物质的量为：$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol，说明每份溶液中含有0.05molSO₄^2-；
0.02molAl³⁺所带正电荷为0.06mol，0.05molSO₄^2-所带负电荷为0.1mol，根据电荷守恒可知，说明溶液中一定还含有阳离子K⁺，据此对各选项进行判断．

解答 解：第一份加入几滴AgNO₃溶液后有沉淀产生，溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；第二份加过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.03mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲，说明溶液中不存在Fe³⁺、Mg²⁺；在甲溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02g，说明原溶液中一定存在Al³⁺，结合离子共存可知一定不存在CO₃^2-；1.02g为氧化铝的质量，其物质的量为：$\frac{1.02g}{102g/mol}$=0.01mol，说明每份溶液中含有0.02molAl³⁺；第三份加足量BaCl₂溶液后，得白色沉淀，该白色沉淀为硫酸钡，说明原溶液中一定存在SO₄^2-，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g，则硫酸钡的物质的量为：$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol，说明每份溶液中含有0.05molSO₄^2-；
0.02molAl³⁺所带正电荷为0.06mol，0.05molSO₄^2-所带负电荷为0.1mol，根据电荷守恒可知，说明溶液中一定还含有阳离子K⁺，
A．根据分析可知，步骤（3）中可以确定溶液中一定含有铝离子，则可以确定CO₃^2-一定不存在，故A正确；
B．步骤（1）中无法确定具体离子，且对后续步骤没有影响，可以忽略，故B正确；
C．根据分析可知，溶液中一定含有K⁺，故C错误；
D．每份溶液中含有0.02mol铝离子，向步骤（1）的溶液中通入0.03mol氨气，可以生成0.01mol氢氧化铝沉淀，质量为：78g/mol×0.01mol=0.78g，故D正确；
故选C．

点评 本题考查了离子的性质及检验方法，题目难度中等，注意掌握常见离子的性质及检验方法，利用溶液电中性判断钾离子的存在为解答关键，也是易错点，试题培养了学生的分析、理解能力、逻辑推理能力及化学计算能力．