Question

某溶液可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺和K⁺中的兩種或多種。取該溶液100mL，加入過量NaOH溶液，加熱，得到448mL(標況)氣體，同時產生紅褐色沉淀，經過濾、洗滌、灼燒，得到1.6g固體；將上述濾液平均分成兩份，一份中加足量BaCl₂溶液，得到2.33g不溶于鹽酸的沉淀；另一份中通入過量CO₂得到1.56g白色沉淀。由此可推斷原溶液一定含有的離子種類及其濃度，將結果填入下表（可不填滿）。

一定含有的離子種類
物質的量濃度(mol/L)

Answer 1

一定含有：SO₄^2-   NH₄^{+、 、}Fe³⁺  Al^{3+、 、}Cl^- ，它們的物質的量濃度分別是C(SO₄²)=0.2mol∕L;C(NH₄⁺)="0.2" mol∕L ;C(^、Fe³⁺)="0.2mol∕L" ;C(Al³⁺)="0.4mol∕L;" C(Cl^-)≥1.6 mol∕L.

解析試題分析：①向混合液中加入過量NaOH溶液加熱放出氣體，說明含有銨根離子。其物質的量為：n(NH₄⁺)=0.448L∕22.4L·mol^-1=0.02mol,所以C(NH₄⁺)="0.02" mol∕0.1L="0.2" mol∕L；②產生紅褐色Fe（OH）₃沉淀說明含有Fe³⁺。Fe（OH）₃沉灼燒分解得到Fe₂O_3。根據Fe守恒可得n(Fe³⁺)=2n(Fe₂O₃)=2×1.6g∕160g·mol^-1="0.02" mol，C(Fe³⁺)="0.02mol∕0.1L=0.2" mol∕L; ③加足量BaCl₂溶液，得到2.33g不溶于鹽酸的沉淀說明含有SO₄^2-。它的物質的量濃度為C(SO₄²)={2×2.33g∕233g·mol^-1}∕0.1L=0.02mol∕0.1L=0.2mol∕L;
0.2mol∕L; ④另一份中通入過量CO₂得到1.56g白色沉淀,說明含有Al^3+、而無CO₃^2-。產生的白色沉淀是氫氧化鋁。C(Al³⁺)={2×1.56g∕78g·mol^-1}∕0.1L="0.04mol∕0.1L=0.4" mol∕L;根據溶液呈電中性可知溶液中還應該含有陰離子Cl^-。若只含有上述離子則根據n(Cl^-)+2n(SO₄^2-)=n((NH₄⁺)+3n((Fe³⁺)+3n(Al³⁺)可得n(Cl^-)="0.02mol+3×0.02mol+3×0.04mol-2×0.02mol=0.16mol," C(Cl^-)="0.16mol∕0.1L=1.6" mol∕L;若還含有其它離子如鉀離子，則氯離子的濃度就大于1.6mol∕L.所以氯離子的濃度大于等于1.6 mol∕L。
考點：考查Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺、的等的檢驗方法、離子共存、電荷守恒、物質的量等的有關計算的知識。