Question

【题目】某水溶液中可能含有Na＋、Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、Ba2＋、NH4+、Cl－、SO42-离子中的若干种。某同学取200 mL该溶液分成两等份依次进行如下实验：①向第一份溶液中加过量的NaOH溶液后加热，充分反应后生成0.02 mol气体(标况)，无沉淀产生，同时得到溶液甲；②向溶液甲中通入过量的CO2，充分反应生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧至恒重得到1.02 g固体；③向第二份溶液中加入足量的BaCl2溶液，充分反应生成白色沉淀，沉淀用盐酸充分洗涤、干燥，得到11.65 g固体。据此，该同学得到的结论正确的是(　　)

A. 实验①中产生的气体为氨气，并可得原溶液中c(NH4+)＝0.02 mol/L

B. 实验③中的沉淀里一定有BaSO4，可能有Mg(OH)2

C. 若要确定原溶液中是否含有Cl－，无需另外再设计实验验证

D. 原溶液中一定含有Na＋，且c(Na＋)≥0.2 mol/L

Answer 1

【答案】D

【解析】

①第一份加过量NaOH溶液后加热，收集到0.02mol气体，该气体为氨气，溶液中一定含有NH4+，物质的量为0.02mol，其浓度为：c(NH4+)=

无沉淀生成，则一定不含有Fe3+、Mg2+；

②向甲溶液中通入过量CO2，生成白色沉淀，该白色沉淀即为Al(OH)3，则原溶液中一定有Al3+，由于Al3+与CO32-不能大量共存，所以一定不含有CO32-，Al3+和过量的NaOH反应生成NaAlO2溶液，向溶液中通入过量CO2，生成白色沉淀，即为氢氧化铝，氢氧化铝沉淀经过滤、洗涤、灼烧后，得到1.02g固体即为氧化铝，根据铝元素守恒，得到铝离子的物质的量是n(Al3+)=2×=0.02mol；c(Al3+)=

③第二份溶液中加足量BaCl2溶液后，生成白色沉淀，则一定含有SO42-离子，无Ba2+。沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，得到11.65g固体即BaSO4的质量是11.65g，物质的量为：n(BaSO4)=11.65g÷233g/mol=0.05mol，根据S元素守恒，可知SO42-的物质的量是0.05mol，c(SO42-)=0.05mol÷0.1L=0.5mol/L。

综上可知，一定含有的离子是：NH4+、Al3+、SO42-，其浓度分别是：0.2mol/L；0.2mol/L；0.5mol/L，一定不含Fe3+、Mg2+、Ba2+、SO42，不能确定是否存在氯离子。

A．根据以上分析可知，c(NH4+)=0.2 mol/L，A错误；

B．根据以上分析可知，③中的白色沉淀中一定有BaSO4，因溶液不存在镁离子，则没有生成氢氧化镁，B错误；

C．由以上分析可知，不能确定氯离子是否存在，C错误；

D．任何溶液中都存在电荷守恒，NH4+、Al3+、SO42-，其浓度分别是：0.2mol/L；0.2mol/L；0.5mol/L，可知NH4+、Al3+的正电荷总量小于SO42-负电荷总量，依据溶液中阳离子带的正电荷总数等于阴离子带的负电荷总数，则一定有Na+存在，若无氯离子存在，则0.2×1+0.2×3+c(Na+)×1=0.5×2，解得c(Na+)=0.2mol/L，若含有氯离子，则c(Na+)＞0.2mol/L，D正确；

故合理选项是D。