题目内容

某溶液中可能含有Cl-、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+、Al3+和K+,进行如下实验:
(1)取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液,加热,得到0.01 mol 气体,同时产生红褐色沉淀;过滤,将沉淀洗涤,灼烧,得到0.8 g固体;
(2)向(1)的滤液中通入足量CO2,过滤,得到0.01 mol沉淀;
(3)向(2)的滤液中加入足量用盐酸酸化的BaCl2溶液,得到2.33g沉淀,
由此可知原溶液中(  )
A、至少存在CO32-、Cl-中的一种
B、Cl-一定存在,K+可能存在
C、Cl-一定存在,且c(Cl-)≥0.6mol?L-1
D、溶液中至少存在4种离子
考点:离子方程式的有关计算,常见离子的检验方法
专题:
分析:(1)取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液,加热,得到0.01 mol气体,同时产生红褐色沉淀,说明溶液中含有NH4+、Fe3+,根据离子共存知,溶液中一定不含CO32-,根据原子守恒得n(NH3)=n(NH4+)=0.01mol;
沉淀为Fe(OH)3,过滤,将沉淀洗涤,灼烧,最终得到的固体是Fe2O3,n(Fe2O3)=
0.8g
160g/mol
=0.005mol,根据Fe原子守恒得n(Fe3+)=2n(Fe2O3)=0.01mol;
(2)向(1)的滤液中通入足量CO2,过滤,得到0.01 mol沉淀,说明原来溶液中含有Al3+,得到的沉淀是Al(OH)3,根据Al原子守恒得n(Al3+)=n[Al(OH)3]=0.01mol;
(3)向(2)的滤液中加入足量用盐酸酸化的BaCl2溶液,得到2.33g沉淀,沉淀为BaSO4,则原来溶液中含有SO42-,n(BaSO4)=n(SO42-)=
2.33g
233g/mol
=0.01mol,
溶液呈电中性,则阴阳离子所带电荷相等,3n(Fe3+)+3n(Al3+)+n(NH4+)=0.03mol+0.03mol+0.01mol=0.07mol>2n(SO42-)=0.02mol,所以溶液中还存在Cl-,根据已知条件无法确定是否含有K+,据此分析解答.
解答: 解:(1)取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液,加热,得到0.01 mol气体,同时产生红褐色沉淀,说明溶液中含有NH4+、Fe3+,根据离子共存知,溶液中一定不含CO32-,根据原子守恒得n(NH3)=n(NH4+)=0.01mol;
沉淀为Fe(OH)3,过滤,将沉淀洗涤,灼烧,最终得到的固体是Fe2O3,n(Fe2O3)=
0.8g
160g/mol
=0.005mol,根据Fe原子守恒得n(Fe3+)=2n(Fe2O3)=0.01mol;
(2)向(1)的滤液中通入足量CO2,过滤,得到0.01 mol沉淀,说明原来溶液中含有Al3+,得到的沉淀是Al(OH)3,根据Al原子守恒得n(Al3+)=n[Al(OH)3]=0.01mol;
(3)向(2)的滤液中加入足量用盐酸酸化的BaCl2溶液,得到2.33g沉淀,沉淀为BaSO4,则原来溶液中含有SO42-,n(BaSO4)=n(SO42-)=
2.33g
233g/mol
=0.01mol,
溶液呈电中性,则阴阳离子所带电荷相等,3n(Fe3+)+3n(Al3+)+n(NH4+)=0.03mol+0.03mol+0.01mol=0.07mol>2n(SO42-)=0.02mol,所以溶液中还存在Cl-,根据已知条件无法确定是否含有K+,
A.通过以上分析知,原溶液中不存在CO32-、一定存在Cl-,故A错误;
B.通过以上分析知,原溶液中Cl-一定存在,K+可能存在,故B正确;
C.Cl-一定存在,如果溶液中没有K+,c(Cl-)=0.5mol/L,如果含有K+,c(Cl-)>0.5mol/L,所以原溶液中c(Cl-)≥0.5mol?L-1,故C错误;
D.溶液中至少存在Cl-、SO42-、NH4+、Fe3+、Al3+五种离子,故D错误;
故选B.
点评:本题考查离子共存、离子方程式的有关计算,侧重考查分析问题、计算能力,明确离子之间的反应、离子共存条件是解本题关键,注意电荷守恒的运用,题目难度中等.
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