Question

某溶液可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺和K⁺中的两种或多种。取该溶液100mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到448mL(标况)气体，同时产生红褐色沉淀，经过滤、洗涤、灼烧，得到1.6g固体；将上述滤液平均分成两份，一份中加足量BaCl₂溶液，得到2.33g不溶于盐酸的沉淀；另一份中通入过量CO₂得到1.56g白色沉淀。由此可推断原溶液一定含有的离子种类及其浓度，将结果填入下表（可不填满）。

一定含有的离子种类
物质的量浓度(mol/L)

 

Answer 1

【答案】

一定含有：SO₄^2-   NH₄^{+、 、}Fe³⁺  Al^{3+、 、}Cl^- ，它们的物质的量浓度分别是C(SO₄²)=0.2mol∕L;C(NH₄⁺)=0.2 mol∕L ;C(^、Fe³⁺)=0.2mol∕L ;C(Al³⁺)=0.4mol∕L; C(Cl^-)≥1.6 mol∕L.

【解析】

试题分析：①向混合液中加入过量NaOH溶液加热放出气体，说明含有铵根离子。其物质的量为：n(NH₄⁺)=0.448L∕22.4L·mol^-1=0.02mol,所以C(NH₄⁺)=0.02 mol∕0.1L=0.2 mol∕L；②产生红褐色Fe（OH）₃沉淀说明含有Fe³⁺。Fe（OH）₃沉灼烧分解得到Fe₂O_3。根据Fe守恒可得n(Fe³⁺)=2n(Fe₂O₃)=2×1.6g∕160g·mol^-1=0.02 mol，C(Fe³⁺)=0.02mol∕0.1L=0.2 mol∕L; ③加足量BaCl₂溶液，得到2.33g不溶于盐酸的沉淀说明含有SO₄^2-。它的物质的量浓度为C(SO₄²)={2×2.33g∕233g·mol^-1}∕0.1L=0.02mol∕0.1L=0.2mol∕L;

0.2mol∕L; ④另一份中通入过量CO₂得到1.56g白色沉淀,说明含有Al^3+、而无CO₃^2-。产生的白色沉淀是氢氧化铝。C(Al³⁺)={2×1.56g∕78g·mol^-1}∕0.1L=0.04mol∕0.1L=0.4 mol∕L;根据溶液呈电中性可知溶液中还应该含有阴离子Cl^-。若只含有上述离子则根据n(Cl^-)+2n(SO₄^2-)=n((NH₄⁺)+3n((Fe³⁺)+3n(Al³⁺)可得n(Cl^-)=0.02mol+3×0.02mol+3×0.04mol-2×0.02mol=0.16mol, C(Cl^-)=0.16mol∕0.1L=1.6 mol∕L;若还含有其它离子如钾离子，则氯离子的浓度就大于1.6mol∕L.所以氯离子的浓度大于等于1.6 mol∕L。

考点：考查Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺、的等的检验方法、离子共存、电荷守恒、物质的量等的有关计算的知识。