Question

13．某混合物的水溶液中可能含有以下離子中的若干種：Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-，現(xiàn)分別取100mL的兩份溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．
①第一份加過量NaOH溶液后加熱，收集到0.03mol氣體，無沉淀生成，同時(shí)得到溶液甲．
②向甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體．
③第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，過濾后的沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，得到23.3g固體，向?yàn)V液中加入AgNO₃溶液又有白色沉淀產(chǎn)生．下列有關(guān)敘述正確的是（　　）

• A． 由①可知原溶液存在離子為NH₄⁺，其濃度為0.03mol/L
• B． 原溶液肯定沒有Fe³⁺、Mg²⁺，一定含有Na⁺
• C． n（NH₄⁺）：n（Al³⁺）：n（SO₄^2-）=3：1：10
• D． 原溶液一定存在Cl^-

Answer 1

分析 ①第一份加過量NaOH溶液后加熱，收集到0.03mol氣體，無沉淀生成，0.03mol氣體為氨氣，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質(zhì)的量為0.03mol，無沉淀，說明原溶液中無Fe³⁺、Mg²⁺，同時(shí)得到溶液甲，．
②向甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體，說明存在Al³⁺，1.02g為氧化鋁；
③第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，過濾后的沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，得到23.3g固體，沉淀為硫酸鋇，說明原溶液存在SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺，再根據(jù)電荷守恒，得出一定存在鉀離子，據(jù)此進(jìn)行解答，向?yàn)V液中加入AgNO₃溶液又有白色沉淀產(chǎn)生，不能確定溶液中是否存在Cl^-、SO₄^2-；

解答 解：①第一份加入過量NaOH溶液加熱后，只收集到氣體0.03mol，無沉淀生成，0.03mol氣體為氨氣，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質(zhì)的量為0.03mol，無沉淀，說明原溶液中無Fe³⁺、Mg²⁺；
②甲溶液中通入過量的CO₂，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒，質(zhì)量為1.02g，說明存在Al³⁺，1.02g為氧化鋁，鋁離子物質(zhì)的量為：$\frac{1.02g}{102g/mol}$×2=0.02mol；
③第二份溶液加入足量BaCl₂溶液后，得到白色沉淀，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，質(zhì)量為23.3g，沉淀為硫酸鋇，說明原溶液存在SO₄^2-，物質(zhì)的量為：$\frac{23.3g}{233g/mol}$=0.1mol，故原溶液中一定存在SO₄^2-，則一定沒有Ba²⁺，
再根據(jù)電荷守恒，正電荷為：n（+）=n（NH₄⁺）+3n（Al³⁺）=0.03mol+3×0.02mol=0.09mol；n（-）=2n（SO₄^2-）=0.2mol，正電荷總物質(zhì)的量小于于負(fù)電荷，故原溶液中一定有Na⁺，至少為0.07mol；不能確定是否存在Cl^-，
依據(jù)以上分析得出：
A．由①可知原溶液存在離子為NH₄⁺，其濃度=$\frac{0.03mol}{01L}$=0.3mol/L，故A錯(cuò)誤；
B．一定不存在的離子是Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺，一定存在Na⁺，不能確定是否存在的離子是Cl^-，故B正確；
C．n（NH₄⁺）：n（Al³⁺）：n（SO₄^2-）=0.03：0.02：0.01=3：2：1，故C錯(cuò)誤；
D．第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，過濾后的沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，得到23.3g固體，向?yàn)V液中加入AgNO₃溶液又有白色沉淀產(chǎn)生，可能是加入的氯化鋇、鹽酸中的氯離子形成的氯化銀沉淀，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查常見陰、陽離子的檢驗(yàn)方法，題目難度中等，注意掌握常見離子的化學(xué)性質(zhì)及檢驗(yàn)方法，本題中根據(jù)電荷守恒判斷鉀離子的存在為易錯(cuò)點(diǎn)，做題時(shí)需要細(xì)致分析．