Question

某工业废水含有下列离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），K⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Cl^-、CO₃^2-、NO₃^-、SO₄^2-，且各种离子的物质的量浓度相等．甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
①用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰．
②另取溶液加入足量稀盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变．
③另取溶液加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
根据上述实验，以下推测正确的是（　　）

• A、溶液中难以确定Al³⁺的存在与否
• B、原溶液中所含的离子为：Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-
• C、步骤②中可以确定Fe²⁺、NO₃^-的存在，不能确定其它离子的存在
• D、步骤③中的白色沉淀为2种钡盐

Answer 1

分析：用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰，则说明没有K⁺；另取溶液加入足量稀盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，则说明含有具有氧化性的NO₃^-和还原性的Fe²⁺；若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有CO₃^2-或SO₄^2-，因为有Fe²⁺所以没有CO₃^2-；结合溶液中的电荷守恒分析．

解答：解：用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰，则说明没有K⁺；
另取溶液加入足量稀盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，则说明含有具有氧化性的NO₃^-和还原性的Fe²⁺；
若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有CO₃^2-或SO₄^2-，因为有Fe²⁺，Fe²⁺与CO₃^2-不能共存，所以没有CO₃^2-；则溶液中的离子有Fe²⁺、NO₃^-、SO₄^2-，
已知各种离子的物质的量浓度相等，阴离子电荷比阳离子电荷多，所以还有另外的阳离子Cu²⁺或Al³⁺，若有Cu²⁺，阳离子的电荷多还须有Cl^-，若有Al³⁺，阴离子加上Cl^-，电荷仍不守恒；
所以根据电荷守恒可知还有Cu²⁺、Cl^-，
所以原溶液中所含的离子为：Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-，故B正确；
故选B．

点评：本题考查了离子检验的实验方法和反应现象分析，掌握离子性质和溶液中电荷守恒计算判断存在的离子是解题关键，题目难度较大．