Question

10．某溶液可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺ 和Na⁺．某同学为了确认其成分，取部分试液，设计并完成了如下实验：由此可知原溶液中（　　）

• A． 溶液中至少有4种离子存在，其中Cl^-一定存在，且c（Cl^-）≥0.2 mol•L^-1
• B． 原溶液中c（Fe³⁺）=0.2 mol•L^-1
• C． SO₄^2-、NH₄⁺、Na⁺一定存在，CO₃^2-、Al³⁺一定不存在
• D． 取少量原溶液并加入KSCN溶液，呈血红色，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，由溶液为电中性可判断是否存在氯离子，以此来解答．

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，
由电荷守恒，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．由以上分析，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A正确；
B．原溶液中含有0.02molFe，无法判断存在的是铁离子或者亚铁离子，故B错误；
C．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．少量原溶液并加入KSCN溶液，呈血红色，可知一定含Fe³⁺，不能确定是否含Fe²⁺，故D错误；
故选A．

点评 本题考查溶液中成分的确定，为高频考点，注意掌握常见离子的性质及检验方法为解答的关键，注意根据溶液电中性判断氯离子存在，侧重分析、推断能力的综合考查，题目难度中等．