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(guò)量NaOH溶液，加熱，得到448mL（標(biāo)況）氣體，同時(shí)產(chǎn)生紅褐色沉淀，經(jīng)過(guò)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(guò)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(lèi)及其濃度，將結(jié)果填入下表（可不填滿）．

一定含有的離子種類(lèi)
物質(zhì)的量濃度（mol/L）

Answer 1

考點(diǎn)：常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法

專(zhuān)題：物質(zhì)檢驗(yàn)鑒別題

分析：加入過(guò)量NaOH溶液，加熱，得到0.02mol氣體，可知一定存在銨根離子；
紅褐色沉淀是氫氧化鐵，1.6g固體為三氧化二鐵，可知一定有Fe³⁺，一定沒(méi)有CO₃^2-；
2.33g不溶于鹽酸的沉淀，為硫酸鋇沉淀，物質(zhì)的量為：0.01mol，原溶液中含有0.02mol硫酸根離子；
另一份中通入過(guò)量CO₂得到1.56g白色沉淀，白色沉淀為氫氧化鋁，原溶液中一定存在鋁離子，物質(zhì)的量為0.02mol，原溶液中的鋁離子的物質(zhì)的量為0.04mol；
根據(jù)以上數(shù)據(jù)推算存在離子，根據(jù)電荷守恒推算氯離子的存在及數(shù)據(jù)．

解答： 解：加入NaOH溶液共熱有氣體和紅褐色沉淀，氣體為氨氣，紅褐色沉淀為氫氧化鐵，則溶液中一定含有NH₄⁺、Fe³⁺，根據(jù)離子共存可知不含CO₃^2-，加BaCl₂溶液生成不溶于鹽酸的沉淀，知溶液中含SO₄^2-；另一份中通入過(guò)量CO₂得到1.56g白色沉淀，該白色沉淀為氫氧化鋁，則原溶液中一定存在Al³⁺，
n（NH₃）=

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，則n（NH₄⁺）=0.02mol，銨根離子濃度為：c（NH₄⁺）=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L；
n（Fe₂O₃）=

1.6g

160g/mol

=0.01mol，則n（Fe³⁺）=2n（Fe₂O₃）=0.02mol，c（Fe³⁺）=

0.02mol

0.1L

=0.2mol；
n（BaSO₄）=

2.33g

233g/mol

=0.01mol，則n（SO₄^2-）=0.01mol，則原溶液中含有硫酸根離子的物質(zhì)的量為0.02mol，c（SO₄^2-）=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L；
n（Al³⁺）=

1.56g

78g/mol

=0.02mol，原溶液中存在鋁離子的物質(zhì)的量為0.04mol，c（Al³⁺）=

0.04mol

0.1L

=0.4mol/L；
溶液中NH₄⁺、Al³⁺、Fe³⁺所帶正電荷的物質(zhì)的量為：0.02mol+3×0.02mol+0.04mol×3=0.20mol，SO₄^2-所帶負(fù)電荷為2×0.02mol=0.04mol，
據(jù)電荷守恒，則溶液中必然大量存在另一種陰離子Cl^-，由于鉀離子無(wú)法確定是否存在，所以氯離子的物質(zhì)的量一定不小于：2mol-0.04mol=0.16mol，c（Cl^-）≥

0.16mol

0.1L

=1.6mol/L，
故答案為：

一定含有的離子種類(lèi)	SO42-	NH4+	Fe3+	Al3+	Cl-
物質(zhì)的量濃度（mol/L）	0.2	0.2	0.2	0.4	≥1.6

點(diǎn)評(píng)：本題考查了常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)，物質(zhì)的量濃度的計(jì)算，題目難度中等，注意掌握常見(jiàn)離子的性質(zhì)及檢驗(yàn)方法，本題中硫酸根離子和鋁離子的物質(zhì)的量的計(jì)算為易錯(cuò)點(diǎn)，注意題中數(shù)據(jù)為分成兩等份的情況．