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

考点： 常见离子的检验方法．

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﹣；

2.33g不溶于盐酸的沉淀，为硫酸钡沉淀，物质的量为：0.01mol，原溶液中含有0.02mol硫酸根离子；

另一份中通入过量CO₂得到1.56g白色沉淀，白色沉淀为氢氧化铝，原溶液中一定存在铝离子，物质的量为0.02mol，原溶液中的铝离子的物质的量为0.04mol；

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：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﹣；另一份中通入过量CO₂得到1.56g白色沉淀，该白色沉淀为氢氧化铝，则原溶液中一定存在Al³⁺，

n（NH₃）==0.02mol，则n（NH₄⁺）=0.02mol，铵根离子浓度为：c（NH₄⁺）==0.2mol/L；

n（Fe₂O₃）==0.01mol，则n（Fe³⁺）=2n（Fe₂O₃）=0.02mol，c（Fe³⁺）==0.2mol；

n（BaSO₄）==0.01mol，则n（SO₄^2﹣）=0.01mol，则原溶液中含有硫酸根离子的物质的量为0.02mol，c（SO₄^2﹣）==0.2mol/L；

n（Al³⁺）==0.02mol，原溶液中存在铝离子的物质的量为0.04mol，c（Al³⁺）==0.4mol/L；

溶液中NH₄⁺、Al³⁺、Fe³⁺所带正电荷的物质的量为：0.02mol+3×0.02mol+0.04mol×3=0.20mol，SO₄^2﹣所带负电荷为2×0.02mol=0.04mol，

据电荷守恒，则溶液中必然大量存在另一种阴离子Cl^﹣，由于钾离子无法确定是否存在，所以氯离子的物质的量一定不小于：2mol﹣0.04mol=0.16mol，c（Cl^﹣）≥=1.6mol/L，

故答案为：

一定含有的离子种类 SO₄^2﹣ NH₄⁺ Fe³⁺ Al³⁺ Cl^﹣ 

物质的量浓度（mol/L） 0.2 0.2 0.2 0.4 ≥1.6 

点评： 本题考查了常见离子的检验，物质的量浓度的计算，题目难度中等，注意掌握常见离子的性质及检验方法，本题中硫酸根离子和铝离子的物质的量的计算为易错点，注意题中数据为分成两等份的情况．