Question

某溶液可能含有Clˉ、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺、AlO₂^-和K⁺．取该溶液100mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到1.6g固体；向上述滤液中加足量BaCl₂溶液，得到4.66g不溶于盐酸的沉淀．由此可知原溶液中A（　　）

• A、至少存在4种离子
• B、Clˉ一定存在，且c（Clˉ）=0.4mol?L^-1
• C、SO₄²ˉ、NH₄⁺一定存在，AlO₂^-可能存在
• D、CO₃²ˉ、Al³⁺一定不存在，K⁺可能存在

Answer 1

考点：常见阳离子的检验,常见阴离子的检验

专题：物质检验鉴别题

分析：加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，可知一定存在铵根离子；
红褐色沉淀是氢氧化铁，1.6g固体为三氧化二铁，可知一定有Fe³⁺，一定没有CO₃^2-；
4.66g不溶于盐酸的沉淀，为硫酸钡沉淀，物质的量为：0.02mol；
根据以上数据推算存在离子，根据电荷守恒推算氯离子的存在及数据．

解答： 解：由于加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，说明一定有NH₄⁺，且物质的量为0.02mol；同时产生红褐色沉淀，说明一定有Fe³⁺，1.6g固体为氧化铁，物质的量为0.01mol，故有0.02molFe³⁺，AlO₂^-、CO₃^2-和Fe³⁺会发生双水解，故一定没有AlO₂^-、CO₃^2-；加入NaOH溶液共热有气体和红褐色沉淀，气体为氨气，红褐色沉淀为氢氧化铁，则溶液中一定含有NH₄⁺、Fe³⁺，根据离子共存可知不含CO₃^2-，加BaCl₂溶液生成不溶于盐酸的沉淀，知溶液中含SO₄^2-，
n（NH₃）=0.02mol，知n（NH₄⁺）=0.02mol，
n（Fe₂O₃）=1.6g/160g?mol^-1=0.01mol，知n（Fe³⁺）=0.02mol，
n（BaSO₄）=4.66g/233g?mol^-1=0.02mol，知n（SO₄^2-）=0.02mol，
溶液中NH₄⁺、Fe³⁺所带正电荷为0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，SO₄^2-所带负电荷为2×0.02mol=0.04mol，
据电荷守恒，知溶液中必然大量存在另一种阴离子Cl^-，故原溶液中一定含Fe³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-和Cl^-，
答：加入NaOH溶液共热有气体和红褐色沉淀可知，溶液中含NH₄⁺、Fe³⁺，而不含CO₃^2-，加BaCl₂溶液生成不溶于盐酸的沉淀，知溶液中含SO₄^2-，
n（NH₃）=0.02mol，则n（NH₄⁺）=0.02mol，
n（Fe₂O₃）=

1.6g

160g/mol

=0.01mol=0.01mol，则n（Fe³⁺）=0.02mol，
n（BaSO₄）=

4.66g

233g/mol

=0.02mol，则n（SO₄^2-）=0.02mol，
溶液中NH₄⁺、Fe³⁺所带正电荷为：0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，SO₄^2-所带负电荷为：2×0.02mol=0.04mol，据电荷守恒，知溶液中必然大量存在另一种阴离子，由题意知为Cl^-，综上知，原溶液中一定含Fe³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-和Cl^-，
故选A．

点评：本题考查离子共存，为高考常见题型和高频考点，侧重于元素化合物知识的综合理解和运用的考查，注意常见离子的性质和反应类型的判断，难度中等．