Question

11．現(xiàn)有某無色溶液，只可能含有下表中的幾種離子．

陽(yáng)離子	NH4+、Mg2+、K+、Al3+
陰離子	HCO3-、MnO4-、SO42-、Cl-

為分析其組成，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①取 l0mL該溶液于試管中滴加足量的Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到  0.03mol白色沉淀甲．
②取上述反應(yīng)后的濾液，加人AgNO₃溶液未見沉淀產(chǎn)生．
③另取l0mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀乙，當(dāng)加人NaOH的物質(zhì)的量為0.03mol時(shí)，沉淀的量達(dá)到最大；繼續(xù)滴加NaOH溶液并加熱，開始產(chǎn)生氣體丙，收集氣體丙，體積換算成標(biāo)況下為0.224L（假設(shè)丙全部逸出），最后沉淀完全溶解．
下列推斷不正確的是（　�。�

• A． 肯定沒有 Mg²⁺、HCO₃^-、Cl^-、MnO₄^-
• B． 一定含有 K⁺，且c（K⁺）=2mol/L
• C． 該溶液可能是KAl（SO₄）₂和NH₄Al（SO₄）₂的混合溶液
• D． 若僅根據(jù)實(shí)驗(yàn)③，將該溶液蒸干、灼燒，有可能得到僅含有氧化鋁固體物質(zhì)

Answer 1

分析 溶液無色，說明不含MnO₄^-；
①取10mL該溶液于試管中滴加Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到0.03mol白色沉淀甲，說明甲為BaSO₄，原溶液中含有SO₄^2-；
②向?yàn)V液中加入AgNO₃溶液未見沉淀產(chǎn)生，說明不含有Cl^-；
③因?yàn)槟芘c堿共熱生成氣體的只有NH₄⁺，氫氧化鎂不溶于氫氧化鈉溶液，Al³⁺能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成沉淀又能完全溶解，鋁離子與碳酸氫根離子能發(fā)生雙水解反應(yīng)而不能大量共存，故不含HCO₃^-；根據(jù)氫氧化鋁沉淀0.01mol和標(biāo)況下氨氣為0.224L，利用元素守恒可知有NH₄⁺為0.01mol，Al³⁺為0.01mol，再根據(jù)電荷守恒可推知含有K⁺；則一定含有的離子為K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，一定不含有的離子為MnO₄^-、Mg²⁺、Cl^-、HCO₃^-．

解答 解：溶液無色，說明不含MnO₄^-；
①取10mL該溶液于試管中滴加Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到0.03mol白色沉淀甲，說明甲為BaSO₄，原溶液中含有SO₄^2-，且物質(zhì)的量為0.03mol；
②向?yàn)V液中加入AgNO₃溶液未見沉淀產(chǎn)生，說明不含有Cl^-；
③因?yàn)槟芘c堿共熱生成氣體的只有NH₄⁺，氫氧化鎂不溶于氫氧化鈉溶液，Al³⁺能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成沉淀又能完全溶解，鋁離子與碳酸氫根離子能發(fā)生雙水解反應(yīng)而不能大量共存，故不含HCO₃^-；根據(jù)氫氧化鋁沉淀0.01mol和標(biāo)況下氨氣為0.224L，利用元素守恒可知有NH₄⁺為0.01mol，Al³⁺為0.01mol，再根據(jù)電荷守恒可推知含有K⁺，且物質(zhì)的量為0.03×2-0.01-0.01×3=0.02mol，綜上所述可知一定含有的離子為K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，一定不含有的離子為MnO₄^-、Mg²⁺、Cl^-、HCO₃^-．
A．由上述分析可知，Mg²⁺、HCO₃^-、Cl^-、MnO₄^-一定不存在，故A正確；
B．由上述分析可知，一定含有的離子為K⁺，物質(zhì)的量為0.02mol，故濃度為：$\frac{0.02mol}{0.01L}$=2mol/L，故B正確；
C．由推斷得出銨根的物質(zhì)的量等于鋁離子的物質(zhì)的量，故不可能是KAl（SO₄）₂和NH₄Al（SO₄）₂的混合溶液，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)實(shí)驗(yàn)③得出的沉淀物質(zhì)只有氫氧化鋁，蒸干灼燒只得到氧化鋁，故D正確；故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象與結(jié)論的關(guān)系、發(fā)生的離子反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，注意電荷守恒的應(yīng)用，題目難度中等．