Question

15．某溶液中可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺和Na⁺．某同學(xué)為確定其組分，設(shè)計并完成了如下實驗：

由此可推測原溶液中（　�。�

• 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 加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02mol氣體，該氣體為氨氣，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺；產(chǎn)生的紅褐色沉淀為氫氧化鐵，1.6g固體為三氧化二鐵，氧化鐵的物質(zhì)的量為0.01mol，則原溶液中含有0.02mol鐵元素，為Fe³⁺，原溶液中一定沒有CO₃^2-；4.66g不溶于鹽酸的固體為硫酸鋇，硫酸鋇的物質(zhì)的量為0.02mol，原溶液中含有0.02mol硫酸根離子；由于加入了氫氧化鈉溶液，無法判斷原溶液中是否含有鈉離子，由溶液為電中性可判斷是否存在氯離子，以此來解答．

解答 解：加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02mol氣體，該氣體為氨氣，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺；產(chǎn)生的紅褐色沉淀為氫氧化鐵，1.6g固體為三氧化二鐵，氧化鐵的物質(zhì)的量為0.01mol，則原溶液中含有0.02mol鐵元素，為Fe³⁺，原溶液中一定沒有CO₃^2-；由于加入了NaOH，無法判斷原溶液中是否含有Na⁺；4.66g不溶于鹽酸的固體為硫酸鋇，硫酸鋇的物質(zhì)的量為0.02mol，則原溶液中含有0.02mol硫酸根離子，由電荷守恒，原溶液中一定有Cl^-，物質(zhì)的量至少為 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氫氧化鈉溶液，引進了鈉離子，無法確定原溶液中是否含有鈉離子，故C錯誤，故A錯誤；
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氫氧化鈉溶液，引進了鈉離子，無法確定原溶液中是否含有鈉離子，故B錯誤；
C．c（Fe³⁺）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol•L^-1，故C錯誤；
D．由以上分析，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺，0.02molSO₄^2-，0.02molFe³⁺，所以正電荷物質(zhì)的量為0.02mol×3+0.02mol=0.08mol，而負電荷的物質(zhì)的量為0.02mol×2=0.04mol，根據(jù)溶液電中性可知，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正確；
故選D．

點評 本題考查溶液中成分的確定，為高頻考點，注意掌握常見離子的性質(zhì)及檢驗方法為解答的關(guān)鍵，注意根據(jù)溶液電中性判斷氯離子存在，側(cè)重分析、推斷能力的綜合考查，題目難度中等．