Question

某溶液可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺和Na⁺．某同學為了確認其成分，取部分試液，設計并完成了如下實驗：由此可知原溶液中（　　）

• A、原溶液中c（Fe³⁺）=0.2mol?L^-1
• B、要確定原溶液中是否含有Fe²⁺，其操作為：取少量原溶液于試管中，加KSCN溶液，再加入適量氯水，溶液呈血紅色，則含有Fe²⁺
• C、SO₄^2-、NH₄⁺、Na⁺一定存在，CO₃^2-、Al³⁺一定不存在
• D、溶液中至少有4種離子存在，其中Cl^-一定存在，且c（Cl^-）≥0.2 mol?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，氧化鐵的物質的量為0.01mol，則原溶液中含有0.02mol鐵元素，可能為Fe³⁺、Fe²⁺，原溶液中一定沒有CO₃^2-；
濾液通入二氧化碳無現象，則原溶液中一定不存在Al³⁺；
4.66g不溶于鹽酸的固體為硫酸鋇，硫酸鋇的物質的量為0.02mol，原溶液中含有0.02mol硫酸根離子；
顏色反應為黃色，則溶液中存在鈉離子，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；
根據溶液電中性判斷是否存在氯離子．

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，氧化鐵的物質的量為0.01mol，則原溶液中含有0.02mol鐵元素，可能為Fe³⁺、Fe²⁺，原溶液中一定沒有CO₃^2-；
濾液通入二氧化碳無現象，則原溶液中一定不存在Al³⁺；
顏色反應為黃色，則溶液中一定存在鈉離子，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，硫酸鋇的物質的量為0.02mol，則原溶液中含有0.02mol硫酸根離子，
據電荷守恒，原溶液中一定有Cl^-，物質的量至少為 0.02mol×2+0.02mol-0.02mol×2=0.02mol，
A．根據以上分析可知，原溶液中含有0.02mol鐵元素，無法判斷存在的是鐵離子或者亞鐵離子，故A錯誤；
B．檢驗亞鐵離子時，取少量原溶液于試管中，加KSCN溶液，此時溶液現象必須是無色，然后再加入適量氯水，溶液呈血紅色，則含有Fe²⁺，否則如果加入硫氰化鉀溶液后顯示紅色，則無法證明原溶液中是否含有亞鐵離子，故B錯誤；
C．根據以上分析可知，原溶液中一定存在SO₄^2-、NH₄⁺、Cl^-，只是存在Fe³⁺、Fe²⁺中的一種，其離子的物質的量為0.02mol，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；
D．根據以上分析，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺，0.02molSO₄^2-，0.02molFe³⁺、Fe²⁺中的一種，當鐵元素全部為亞鐵離子時，陽離子所帶電荷的物質的量最小，所以正電荷物質的量最少為：0.02mol×2+0.02mol=0.06mol，而負電荷的物質的量為：0.02mol×2=0.04mol，根據溶液電中性可知，原溶液中一定存在Cl^-，且c（Cl^-）≥

0.06mol-0.04mol

0.1L

=0.2 mol?L^-1，故D正確；
故選D．

點評：本題考查了常見離子的檢驗方法，題目難度中等，注意掌握常見離子的性質及檢驗方法，選項D為難點、易錯點，注意根據溶液電中性判斷氯離子存在的方法．