Question

【题目】某溶液X中可能含有NO3－、Cl－、SO42－、CO32－、NH4+、Fe2+和Fe3+中的几种，且所含阴离子的物质的量相等。为确定该溶液X的成分，某学习小组做了如下实验：

则下列说法正确的是

A. 若含有Fe3+，则一定含有Cl－

B. SO42－、NH4+一定存在，Fe2+和Fe3+可能都存在

C. 该溶液中只存在上述离子中的NO3－、SO42－、NH4+、Fe2+四种离子

D. 气体甲能使湿润的蓝色石蕊试纸变红

Answer 1

【答案】C

【解析】

某溶液X中加入稀硫酸产生气体乙，发生的反应可能是CO32-与H+的反应，也可能是NO3-在H+存在条件下与Fe2+的氧化还原反应；溶液加入过量的氢氧化钠，产生0.02mol气体甲，故溶液中含有NH4+，气体甲是氨气；加入氢氧化钠产生沉淀甲，故溶液中含有Fe2+或Fe3+或两者均有；反应后溶液继续添加氯化钡产生沉淀，故溶液中含有SO42－，沉淀乙为硫酸钡； 根据电荷守恒和题目中要求所含阴离子的物质的量相等，计算具体离子含量，确定NO3－、Cl－存在。

由上述分析可知，产生气体甲0.02mol，则铵根物质的量为0.02mol；产生沉淀乙4.66g，则硫酸根物质的量为0.02mol；沉淀甲为氢氧化铁或氢氧化亚铁或两者均有，经过灼烧后，产物为氧化铁，物质的量为0.01mol，故溶液X中含Fe2+或Fe3+或两者均有，且物质的量一定为0.02mol，由于Fe2+或Fe3+均能与CO32-发生双水解而不能共存，故溶液中无CO32-，则生成气体乙的反应只能是NO3-与Fe2+的氧化还原反应，故溶液中一定含Fe2+和NO3-，而所含阴离子的物质的量相等，即NO3-的物质的量也为0.02mol；

故现在溶液X中已经确定存在的离子是——阴离子：0.02molNO3-，0.02molSO42-，共带0.06mol负电荷；阳离子：0.02molNH4+，0.02molFe2+或Fe2+、Fe3+的混合物，所带的正电荷≥0.06mol，一定不含CO32-。
根据溶液呈电中性可知，当 0.02mol全部是Fe2+时，阳离子所带正电荷为0.06mol，则Cl-不存在；若溶液中含Fe3+，必须存在 Cl-，且物质的量为0.02mol，不符合电中性。

A. 若含有Fe3+，则一定含有Cl－，根据阴离子物质的量相同的条件，氯离子物质的量为0.02mol，无法保持电中性，A错误；

B. SO42－、NH4+ 、Fe2+一定存在，Fe3+一定不存在，B错误；

C. 该溶液中只存在上述离子中的NO3－、SO42－、NH4+、Fe2+四种离子，C正确；

D. 气体甲是氨气，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，D错误；

答案为C。