Question

某溶液A中可能只含有K⁺，Fe³⁺，Cu²⁺，Fe²⁺，Ag⁺，Mg²⁺，Al³⁺，NH₄⁺，Cl^-，NO₃^-，SO₄^2-中的若干种，为检验确认其中所含的各离子，取1L溶液A，进行如下实验：

已知气体A、B的体积都为2.24L（标况下），沉淀B的物质的量为0.1mol，根据以上实验操作与现象，有关于该溶液的结论正确的是（　　）

• A、溶液A中肯定存在Fe²⁺，Ag⁺，Mg²⁺，NO₃^-
• B、溶液A中一定不含Al³⁺
• C、溶液A中可能含有Cu²⁺，Cl^-
• D、溶液A中c（NO₃^-）＞=1.0mol/L

Answer 1

考点：常见阴离子的检验,常见阳离子的检验

专题：

分析：根据加入稀硝酸后产生气体A，则说明溶液中含Fe²⁺，则生成的气体A为NO，根据得失电子数守恒可知Fe²⁺的物质的量；
在溶液B中加入过量的Ba（OH）₂，产生气体B0.1mol，则说明溶液中含NH₄⁺，且物质的量为0.1mol；所得的溶液C中可能含K⁺，[Cu（NH₃）₄]²⁺，[Ag（NH₃）₂]⁺和AlO₂^-，加入足量的HBr，生成沉淀B，则沉淀B为AgBr，由于沉淀B的物质的量为0.1mol，故原溶液中含Ag⁺，且物质的量为0.1mol，则溶液中不能含Cl^-和SO₄^2-，溶液中可能存在的Cu²⁺和Al³⁺会进入溶液D；所得的沉淀A可能为Fe（OH）₃、Mg（OH）₂，据此分析．

解答： 解：加入稀硝酸后产生气体A，则说明溶液中含Fe²⁺，则生成的气体A为NO，且物质的量为0.1mol，根据得失电子数守恒可知Fe²⁺的物质的量为0.3mol；
在溶液B中加入过量的Ba（OH）₂，产生气体B0.1mol，则说明溶液中含NH₄⁺，且物质的量为0.1mol；所得的溶液C中可能含K⁺，[Cu（NH₃）₄]²⁺，[Ag（NH₃）₂]⁺和AlO₂^-，加入足量的HBr，生成沉淀B，则沉淀B为AgBr，由于沉淀BAgBr的物质的量为0.1mol，故原溶液中含Ag⁺，且物质的量为0.1mol，溶液中存在Ag⁺，而0.1molAg⁺转化为[Ag（NH₃）₂]⁺消耗NH₃0.2mol；由于Ag⁺的存在，则溶液中不能含Cl^-和SO₄^2-，但由于溶液要呈电中性，故溶液中一定存在NO₃^-；溶液中可能存在的Cu²⁺和Al³⁺会进入溶液D，但Cu²⁺和Al³⁺的存在不能确定；故所得的沉淀A可能为Fe（OH）₃和Mg（OH）₂或两者之一．
故溶液中一定含：Fe²⁺，NH₄⁺，Ag⁺，NO₃^-；一定不存在：Cl^-和SO₄^2-；可能存在：K⁺和Fe³⁺，Al³⁺，Cu²⁺，Mg²⁺中的一种或几种．
由于溶液中的Fe²⁺的物质的量为0.3mol；由于生成的NH₃的物质的量为0.1mol，而0.1molAg⁺转化为[Ag（NH₃）₂]⁺消耗NH₃0.2mol，故溶液中NH₄⁺共0.3mol；Ag⁺的物质的量为0.1mol，设溶液中的NO₃^-的物质的量为xmol，由于溶液中除了Fe²⁺，NH₄⁺，Ag⁺，还可能含有其他的阳离子，故有：X≥0.3mol×2+0.3mol+0.1mol=1mol．
A、溶液中Mg²⁺的存在不能确定，故A错误；
B、Al³⁺的存在不能确定，故B错误；
C、溶液A中无Cl^-，故C错误；
D、溶液中的Fe²⁺的物质的量为0.3mol；由于生成的NH₃的物质的量为0.1mol，而0.1molAg⁺转化为[Ag（NH₃）₂]⁺消耗NH₃0.2mol，故溶液中NH₄⁺共0.3mol；Ag⁺的物质的量为0.1mol，设溶液中的NO₃^-的物质的量为xmol，由于溶液中除了Fe²⁺，NH₄⁺，Ag⁺，还可能含有其他的阳离子，根据溶液电中性，故有：X≥0.3mol×2+0.3mol+0.1mol=1mol，则c（NO₃^-）=

n

V

≥

1mol

1L

=1mol/L，故D正确．
故选D．

点评：本题考查了离子的检验和存在的判断，综合性较强，应注意的是[Ag（NH₃）₂]⁺的生成会消耗NH₃，难度较大．