Question

4．某混合溶液中可能含有下列离子中的若干种：NH₄⁺、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、SO₄^2-、NO₃^-、CO₃^2-，已知各离子的浓度均约为0.1mol•L^-1，现取20mL该溶液进行如下实验：
（1）向20mL该溶液张加入足量盐酸，产生的气体在空气中变为红棕色；
（2）在（1）反应后的溶液中加入过量Ba（OH）₂溶液，有刺激性气味气体和有白色沉淀产生．
（3）向（2）反应的溶液中通入适量CO₂，有白色沉淀甲生成．
根据上述实验情况，以下说法正确的是（　　）

• A． 该混合溶液中一定含有Fe²⁺、NO₃^-、NH₄⁺、SO₄^2-
• B． 白色沉淀甲一定是Al（OH）₃
• C． 该混合溶液中肯定含有Fe²⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、NO₃^-
• D． 向该混合溶液中滴加酚酞试液后呈红色

Answer 1

分析 （1）第一份加入足量盐酸，产生气体在空气中变为红色，红色气体为NO₂，则H⁺、Fe²⁺、NO₃^-发生氧化还原反应生成NO；根据离子共存可知，一定不存在CO₃^2-；
（2）在（1）的溶液中逐滴滴加Ba（OH）₂溶液至过量，产生白色沉淀，并有气体逸出，产生的气体为氨气，一定含NH₄⁺；加过量Ba（OH）₂生成的沉淀可能为氢氧化亚铁、氢氧化镁或硫酸钡，可能含有Mg²⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；
3）向（2）反应的溶液中通入适量CO₂，有白色沉淀甲生成，该沉淀可能为碳酸钡或氢氧化铝沉淀；
由于阴离子只有SO₄^2-、NO₃^-，且浓度均为0.1mol/L，已知含有的阳离子为：NH₄⁺、Fe²⁺，已经满足溶液电中性，则溶液中不会存在其它阳离子，则白色沉淀甲一定不是氢氧化铝沉淀，据此进行解答．

解答 解：（1）第一份加入足量盐酸，产生气体在空气中变为红色，红色气体为NO₂，则H⁺、Fe²⁺、NO₃^-发生氧化还原反应生成NO；根据离子共存可知，一定不存在CO₃^2-；
（2）在（1）的溶液中逐滴滴加Ba（OH）₂溶液至过量，产生白色沉淀，并有气体逸出，产生的气体为氨气，一定含NH₄⁺；加过量Ba（OH）₂生成的沉淀可能为氢氧化亚铁、氢氧化镁或硫酸钡，可能含有Mg²⁺、Fe²⁺、SO₄^2-；
3）向（2）反应的溶液中通入适量CO₂，有白色沉淀甲生成，该沉淀可能为碳酸钡或氢氧化铝沉淀；
由于阴离子只有SO₄^2-、NO₃^-，且浓度均为0.1mol/L，已知含有的阳离子为：NH₄⁺、Fe²⁺，已经满足溶液电中性，则溶液中不会存在其它阳离子，即：原溶液中存在的离子为：SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺、Fe²⁺，
A．加盐酸不生成沉淀，则不含AlO₂^-，加NaOH沉淀不溶解则不含Al³⁺，与盐酸反应生成的无色气体不是二氧化碳，则不含CO₃^2-，由电荷守恒可知不含Fe³⁺，故A正确；
B．根据分析可知，溶液中不存在铝离子，则白色沉淀一定为碳酸钡，故B错误；
C．由上述分析可知，一定含Fe²⁺、NH₄⁺、SO₄^2-、NO₃^-，一定不存在碳酸根离子，故C错误；
D．由上述分析可知，一定含Fe²⁺、NH₄⁺、SO₄^2-、NO₃^-，溶液显酸性，该混合溶液中滴加酚酞试液后为无色，故D错误；
故选A．

点评 本题考查物质或离子的检验，为高频考点，题目难度中等，把握离子之间的反应及反应现象推断离子为解答的关键，侧重分析与推断能力的考查，注意利用电话守恒分析铁离子为解答的难点．