Question

20．某混合溶液中可能含有下列离子中的若干种：${NH}_{4}^{+}$、Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、${SO}_{4}^{2-}$、${NO}_{2}^{-}$、${NO}_{3}^{-}$、${CO}_{3}^{2-}$，现取三份20mL该溶液于锥形瓶，分别进行如下实验：

根据上述实验，以下说法不正确的是（　　）

• A． 由实验①可推断原混合溶液中一定不存在${NO}_{2}^{-}$、${CO}_{3}^{2-}$
• B． 由实验①③可推断原混合溶液中一定存在Fe²⁺，一定不存在${NO}_{3}^{-}$
• C． 原混合溶液中肯定存在${NH}_{4}^{+}$、Fe²⁺、${SO}_{4}^{2-}$
• D． 如果给出m、V的具体数据，可以确定Al³⁺、Fe³⁺是否存在

Answer 1

分析 ①向第一份试样中加入足量的盐酸，无任何气体生成，说明溶液中无NO₂^-和CO₃^2-；
②向第二份试样中加入足量的额氢氧化钠溶液然后加热，有使红色石蕊试纸变蓝的气体产生，则气体为NH₃，说明原溶液中有NH₄⁺； 溶液出现浑浊，说明溶液中有Fe²⁺、Fe³⁺中的一种或两者均有，但无论含的是Fe²⁺还是Fe³⁺，沉淀后经过滤、洗涤、干燥、灼烧后所得的mg固体均为Fe₂O₃；
③向第三份溶液中加入KMnO₄溶液进行滴定，说明溶液中一定含Fe²⁺，而既然含Fe²⁺，在向溶液中加盐酸时却无任何气体生成，说明溶液中一定无NO₃^-，而根据溶液要呈电中性可知，溶液中一定含SO₄^2-，据此分析．

解答 解：①向第一份试样中加入足量的盐酸，无任何气体生成，说明溶液中无NO₂^-和CO₃^2-；
②向第二份试样中加入足量的额氢氧化钠溶液然后加热，有使红色石蕊试纸变蓝的气体产生，则气体为NH₃，说明原溶液中有NH₄⁺； 溶液出现浑浊，说明溶液中有Fe²⁺、Fe³⁺中的一种或两者均有，但无论含的是Fe²⁺还是Fe³⁺，沉淀后经过滤、洗涤、干燥、灼烧后所得的mg固体均为Fe₂O₃；
③向第三份溶液中加入KMnO₄溶液进行滴定，说明溶液中一定含Fe²⁺，而既然含Fe²⁺，在向溶液中加盐酸时却无任何气体生成，说明溶液中一定无NO₃^-，而根据溶液要呈电中性可知，溶液中一定含SO₄^2-，据此分析．
即溶液中一定含NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-，一定不含NO₃^-、NO₂^-和CO₃^2-，不能确定的是Al³⁺、Fe³⁺．
A、加入足量的盐酸，无任何气体生成，说明溶液中无NO₂^-和CO₃^2-，故A正确；
B、溶液中一定含NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-，一定不含NO₃^-、NO₂^-和CO₃^2-，故B正确；
C、溶液中一定含NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-，故C正确；
D、根据消耗的KMnO₄溶液的量为V×10^-4mol，可知Fe²⁺的物质的量n=5V×10^-4mol，所得的mg固体均为Fe₂O₃，根据铁元素的守恒可求出Fe³⁺的物质的量n=$\frac{m}{160}×2mol-5V×1{0}^{-4}mol$=$（\frac{m}{80}-5V×1{0}^{-4}）$mol，但求不出Al³⁺的物质的量，故D错误．
故选D．

点评 本题考查了离子的检验和有关离子量的求算，应注意的是无论是Fe²⁺还是Fe³⁺，在沉淀后经过过滤、洗涤、干燥、灼烧后所得的固体均为Fe₂O₃．