Question

某溶液中可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺和K⁺，進(jìn)行如下實驗：
（1）取該溶液100mL，加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.01 mol 氣體，同時產(chǎn)生紅褐色沉淀；過濾，將沉淀洗滌，灼燒，得到0.8 g固體；
（2）向（1）的濾液中通入足量CO₂，過濾，得到0.01 mol沉淀；
（3）向（2）的濾液中加入足量用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，得到2.33g沉淀，
由此可知原溶液中（　　）

• A、至少存在CO₃^2-、Cl^-中的一種
• B、Cl^-一定存在，K⁺可能存在
• C、Cl^-一定存在，且c（Cl^-）≥0.6mol?L^-1
• D、溶液中至少存在4種離子

Answer 1

考點：離子方程式的有關(guān)計算,常見離子的檢驗方法

專題：

分析：（1）取該溶液100mL，加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.01 mol氣體，同時產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明溶液中含有NH₄⁺、Fe³⁺，根據(jù)離子共存知，溶液中一定不含CO₃^2-，根據(jù)原子守恒得n（NH₃）=n（NH₄⁺）=0.01mol；
沉淀為Fe（OH）₃，過濾，將沉淀洗滌，灼燒，最終得到的固體是Fe₂O₃，n（Fe₂O₃）=

0.8g

160g/mol

=0.005mol，根據(jù)Fe原子守恒得n（Fe³⁺）=2n（Fe₂O₃）=0.01mol；
（2）向（1）的濾液中通入足量CO₂，過濾，得到0.01 mol沉淀，說明原來溶液中含有Al³⁺，得到的沉淀是Al（OH）₃，根據(jù)Al原子守恒得n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=0.01mol；
（3）向（2）的濾液中加入足量用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，得到2.33g沉淀，沉淀為BaSO₄，則原來溶液中含有SO₄^2-，n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）=

2.33g

233g/mol

=0.01mol，
溶液呈電中性，則陰陽離子所帶電荷相等，3n（Fe³⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=0.03mol+0.03mol+0.01mol=0.07mol＞2n（SO₄^2-）=0.02mol，所以溶液中還存在Cl^-，根據(jù)已知條件無法確定是否含有K⁺，據(jù)此分析解答．

解答： 解：（1）取該溶液100mL，加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.01 mol氣體，同時產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明溶液中含有NH₄⁺、Fe³⁺，根據(jù)離子共存知，溶液中一定不含CO₃^2-，根據(jù)原子守恒得n（NH₃）=n（NH₄⁺）=0.01mol；
沉淀為Fe（OH）₃，過濾，將沉淀洗滌，灼燒，最終得到的固體是Fe₂O₃，n（Fe₂O₃）=

0.8g

160g/mol

=0.005mol，根據(jù)Fe原子守恒得n（Fe³⁺）=2n（Fe₂O₃）=0.01mol；
（2）向（1）的濾液中通入足量CO₂，過濾，得到0.01 mol沉淀，說明原來溶液中含有Al³⁺，得到的沉淀是Al（OH）₃，根據(jù)Al原子守恒得n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=0.01mol；
（3）向（2）的濾液中加入足量用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，得到2.33g沉淀，沉淀為BaSO₄，則原來溶液中含有SO₄^2-，n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）=

2.33g

233g/mol

=0.01mol，
溶液呈電中性，則陰陽離子所帶電荷相等，3n（Fe³⁺）+3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）=0.03mol+0.03mol+0.01mol=0.07mol＞2n（SO₄^2-）=0.02mol，所以溶液中還存在Cl^-，根據(jù)已知條件無法確定是否含有K⁺，
A．通過以上分析知，原溶液中不存在CO₃^2-、一定存在Cl^-，故A錯誤；
B．通過以上分析知，原溶液中Cl^-一定存在，K⁺可能存在，故B正確；
C．Cl^-一定存在，如果溶液中沒有K⁺，c（Cl^-）=0.5mol/L，如果含有K⁺，c（Cl^-）＞0.5mol/L，所以原溶液中c（Cl^-）≥0.5mol?L^-1，故C錯誤；
D．溶液中至少存在Cl^-、SO₄^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺五種離子，故D錯誤；
故選B．

點評：本題考查離子共存、離子方程式的有關(guān)計算，側(cè)重考查分析問題、計算能力，明確離子之間的反應(yīng)、離子共存條件是解本題關(guān)鍵，注意電荷守恒的運用，題目難度中等．