Question

15．某溶液中可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺和Na⁺．某同学为确定其组分，设计并完成了如下实验：

由此可推测原溶液中（　　）

• A． SO₄^2-、NH₄⁺和Na⁺ 一定存在，CO₃^2-一定不存在
• B． SO₄^2-、NH₄⁺一定存在，Na⁺ 和CO₃^2-一定不存在
• C． c（Fe³⁺）=0.1 mol•L^-1
• D． c（Cl^-）≥0.4mol•L^-1

Answer 1

分析 加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，该气体为氨气，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺；产生的红褐色沉淀为氢氧化铁，1.6g固体为三氧化二铁，氧化铁的物质的量为0.01mol，则原溶液中含有0.02mol铁元素，为Fe³⁺，原溶液中一定没有CO₃^2-；4.66g不溶于盐酸的固体为硫酸钡，硫酸钡的物质的量为0.02mol，原溶液中含有0.02mol硫酸根离子；由于加入了氢氧化钠溶液，无法判断原溶液中是否含有钠离子，由溶液为电中性可判断是否存在氯离子，以此来解答．

解答 解：加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，该气体为氨气，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺；产生的红褐色沉淀为氢氧化铁，1.6g固体为三氧化二铁，氧化铁的物质的量为0.01mol，则原溶液中含有0.02mol铁元素，为Fe³⁺，原溶液中一定没有CO₃^2-；由于加入了NaOH，无法判断原溶液中是否含有Na⁺；4.66g不溶于盐酸的固体为硫酸钡，硫酸钡的物质的量为0.02mol，则原溶液中含有0.02mol硫酸根离子，由电荷守恒，原溶液中一定有Cl^-，物质的量至少为 0.02mol×2+0.02mol-0.02mol×2=0.02mol，
A．原溶液中一定存在SO₄^2-、NH₄⁺、Cl^-、Fe³⁺，一定不存在CO₃^2-、Al³⁺；由于第一步中加入了氢氧化钠溶液，引进了钠离子，无法确定原溶液中是否含有钠离子，故C错误，故A错误；
B．原溶液中一定存在SO₄^2-、NH₄⁺、Cl^-、Fe³⁺，一定不存在CO₃^2-、Al³⁺；由于第一步中加入了氢氧化钠溶液，引进了钠离子，无法确定原溶液中是否含有钠离子，故B错误；
C．c（Fe³⁺）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol•L^-1，故C错误；
D．由以上分析，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺，0.02molSO₄^2-，0.02molFe³⁺，所以正电荷物质的量为0.02mol×3+0.02mol=0.08mol，而负电荷的物质的量为0.02mol×2=0.04mol，根据溶液电中性可知，原溶液中一定存在Cl^-，且c（Cl^-）≥$\frac{0.08mol-0.04mol}{0.1L}$=0.4mol•L^-1，故D正确；
故选D．

点评 本题考查溶液中成分的确定，为高频考点，注意掌握常见离子的性质及检验方法为解答的关键，注意根据溶液电中性判断氯离子存在，侧重分析、推断能力的综合考查，题目难度中等．