Question

【題目】某溶液X中可能含有NO3－、Cl－、SO42－、CO32－、NH4+、Fe2+和Fe3+中的幾種，且所含陰離子的物質的量相等。為確定該溶液X的成分，某學習小組做了如下實驗：

則下列說法正確的是

A. 若含有Fe3+，則一定含有Cl－

B. SO42－、NH4+一定存在，Fe2+和Fe3+可能都存在

C. 該溶液中只存在上述離子中的NO3－、SO42－、NH4+、Fe2+四種離子

D. 氣體甲能使濕潤的藍色石蕊試紙變紅

Answer 1

【答案】C

【解析】

某溶液X中加入稀硫酸產生氣體乙，發生的反應可能是CO32-與H+的反應，也可能是NO3-在H+存在條件下與Fe2+的氧化還原反應；溶液加入過量的氫氧化鈉，產生0.02mol氣體甲，故溶液中含有NH4+，氣體甲是氨氣；加入氫氧化鈉產生沉淀甲，故溶液中含有Fe2+或Fe3+或兩者均有；反應后溶液繼續添加氯化鋇產生沉淀，故溶液中含有SO42－，沉淀乙為硫酸鋇； 根據電荷守恒和題目中要求所含陰離子的物質的量相等，計算具體離子含量，確定NO3－、Cl－存在。

由上述分析可知，產生氣體甲0.02mol，則銨根物質的量為0.02mol；產生沉淀乙4.66g，則硫酸根物質的量為0.02mol；沉淀甲為氫氧化鐵或氫氧化亞鐵或兩者均有，經過灼燒后，產物為氧化鐵，物質的量為0.01mol，故溶液X中含Fe2+或Fe3+或兩者均有，且物質的量一定為0.02mol，由于Fe2+或Fe3+均能與CO32-發生雙水解而不能共存，故溶液中無CO32-，則生成氣體乙的反應只能是NO3-與Fe2+的氧化還原反應，故溶液中一定含Fe2+和NO3-，而所含陰離子的物質的量相等，即NO3-的物質的量也為0.02mol；

故現在溶液X中已經確定存在的離子是——陰離子：0.02molNO3-，0.02molSO42-，共帶0.06mol負電荷；陽離子：0.02molNH4+，0.02molFe2+或Fe2+、Fe3+的混合物，所帶的正電荷≥0.06mol，一定不含CO32-。
根據溶液呈電中性可知，當 0.02mol全部是Fe2+時，陽離子所帶正電荷為0.06mol，則Cl-不存在；若溶液中含Fe3+，必須存在 Cl-，且物質的量為0.02mol，不符合電中性。

A. 若含有Fe3+，則一定含有Cl－，根據陰離子物質的量相同的條件，氯離子物質的量為0.02mol，無法保持電中性，A錯誤；

B. SO42－、NH4+ 、Fe2+一定存在，Fe3+一定不存在，B錯誤；

C. 該溶液中只存在上述離子中的NO3－、SO42－、NH4+、Fe2+四種離子，C正確；

D. 氣體甲是氨氣，能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，D錯誤；

答案為C。