Question

20．某溶液中可能含有下列5种离子中的某几种：Na⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Clˉ．为确认该溶液组成进行如下实验：
①取20.0mL该溶液，加入20.0mL 4.00mol•L^-1NaOH溶液，生成红褐色沉淀且没有刺激性气体生成．将沉淀过滤、洗涤、灼烧，得固体0.80g．再将滤液稀释至100mL，测得滤液中c（OHˉ）为0.10mol•L^-1；
②另取20.0mL该溶液，加入足量的AgNO₃溶液，生成白色沉淀8.61g．
由此可得出原溶液组成的正确结论是（　　）

• A． 一定含有Fe³⁺、Al³⁺、Clˉ，不含Na⁺、NH₄⁺
• B． 一定含有Na⁺、Fe³⁺、Clˉ，不含NH₄⁺，可能含有Al³⁺
• C． c （Al³⁺）=1.00 mol•L^-1
• D． c（Na⁺）=0.50 mol•L^-1

Answer 1

分析 根据实验①判断，原溶液中一定有Fe³⁺，无NH₄⁺，根据反应前后OH^-浓度的变化计算参加反应的OH^-，固体0.80g为氧化铁的质量，可计算n（Fe³⁺），结合消耗OH^-的量判断是否含有Al³⁺，
②另取20.0mL该溶液，加入足量的AgNO₃溶液，生成白色沉淀8.61g，为AgCl的质量，可知n（Cl^-），结合电荷守恒判断是否含有Na⁺，以此解答该题．

解答 解：根据实验①判断，原溶液中一定有Fe³⁺，无NH₄⁺，
参加反应的OH^-：0.020L×4.00 mol•L^-1-0.10L×0.10 mol•L^-1=0.07mol
n（Fe³⁺）=$\frac{0.80g}{{160g•mo{l^{-1}}}}×2=0.01mol$，
Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，
与Fe³⁺反应的OH^-：0.01mol×3=0.03mol，所以原溶液中一定存在Al³⁺，
与Al³⁺反应的OH^-：0.07mol-0.03mol=0.04mol，
滤液中还余OH^-，则发生反应  Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
n（Al³⁺）=$\frac{0.04mol}{4}=0.01mol$，
c （Al³⁺）=$\frac{0.01mol}{0.02L}=0.50mol•L{\;}^{-1}$，
由实验②结合上面的计算数据，得 n（Cl^-）=$\frac{8.61g}{{143.5g•mo{l^{-1}}}}=0.06mol$，
电荷守恒：n（Cl^-）=3n（Fe³⁺）+3n（Al³⁺），所以原溶液中不含Na⁺，
故选A．

点评 本题考查离子反应的简单计算、常见离子的检验方法，题目难度中等，注意掌握常见离子的性质及检验方法，根据电荷守恒判断钠离子的存在为本题易错点．