Question

3．某溶液可能含有NH₄⁺、Fe³、Fe²⁺、Na⁺，Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-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：下列说法正确的是（　　）

• A． NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-离子一定存在，CO₃^2-离子一定不存在
• B． 原溶液中c（Fe³⁺）=0.4mol•L^-1
• C． 溶液中至少有4种离子存在，其中Na⁺一定存在，且c（Na⁺）≥0.6mol•L^-1
• D． 取少量原溶液于试管中，先加入适量氯水，再加少量KSCN溶液，若溶液成血红 色，则含有Fe²⁺

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，3.2g固体为三氧化二铁，氧化铁的物质的量=$\frac{3.2g}{160g/mol}$=0.02mol，则原溶液中含有0.04mol铁元素，可能为Fe³⁺、Fe²⁺，原溶液中一定没有CO₃^2-；滤液中加入足量氯化钡溶液和盐酸溶液过滤得到23.3g 沉淀为硫酸钡沉淀，滤液中加入硝酸和硝酸银生成白色沉淀为氯化银沉淀，硫酸钡的物质的量$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，原溶液中含有0.01mol硫酸根离子，加入盐酸氯离子不能确定原溶液中是否含有氯离子；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：A．根据以上分析，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺，0.02molSO₄^2-，0.04molFe³⁺、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：0.04mol×2+0.02mol=0.1mol，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^-，溶液中一定存在NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-离子一定存在，CO₃^2-离子一定不存在，故A正确；
B．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B错误；
C．A分析可知溶液中一定存在NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-离子一定存在，钠离子是否存在不能确定，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A．

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，题目难度中等，注意根据溶液电中性判断氯离子存在的方法．