Question

3．強酸性溶液X中可能含有Na⁺、K⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Al³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-中的若干種，某同學為了確認其成分，取溶液X進行連續實驗，實驗過程及產物如下：

下列結論正確的是（　　）

• A． X中肯定存在Na⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Al³⁺、SO₄^2-
• B． 氣體F經催化氧化可直接生成氣體D
• C． 沉淀C一定是BaSO₄、沉淀G一定是Fe（OH）₃、沉淀I一定是Al（OH）₃
• D． X中不能確定的離子是Al³⁺、Na⁺、K⁺和Cl^-

Answer 1

分析 ①強酸性溶液中CO₃^2-不能存在；
②X溶液中加入過量Ba（NO₃）₂溶液生成沉淀C是BaSO₄，說明有SO₄^2-存在；硝酸被還原生成氣體A為NO，說明有還原劑Fe²⁺存在，（即3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O）．
③溶液B加入過量NaOH溶液，生成的沉淀G為Fe（OH）₃；生成的氣體F為NH₃，說明有NH₄⁺存在．
④溶液H通入CO₂生成沉淀I，由于前面加入過量的Ba（NO₃）₂溶液，引入了大量Ba²⁺，所以沉淀I中一定有BaCO₃，又由于前面不能確定溶液X中是否存在A1³⁺，所以這里也不能確定沉淀I中有A1（OH）₃；溶液J的焰色反應呈黃色，說明溶液J中有Na⁺，但由于前面加入過量NaOH溶液，引入了較多的Na⁺，因此不能確定溶液X中是否存在Na⁺；因為焰色黃色能掩蓋紫色焰色，所以不能確定溶液X中是否有K⁺；另外，上述實驗過程還不能確定溶液X中是否存在C1^-．

解答 解：①強酸性溶液中CO₃^2-不能存在；
②X溶液中加入過量Ba（NO₃）₂溶液生成沉淀C是BaSO₄，說明有SO₄^2-存在；硝酸被還原生成氣體A為NO，說明有還原劑Fe²⁺存在，（即3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O）；
③溶液B加入過量NaOH溶液，生成的沉淀G為Fe（OH）₃；生成的氣體F為NH₃，說明有NH₄⁺存在；
④溶液H通入CO₂生成沉淀I，由于前面加入過量的Ba（NO₃）₂溶液，引入了大量Ba²⁺，所以沉淀I中一定有BaCO₃，又由于前面不能確定溶液X中是否存在A1³⁺，所以這里也不能確定沉淀I中有A1（OH）₃；溶液J的焰色反應呈黃色，說明溶液J中有Na⁺，但由于前面加入過量NaOH溶液，引入了較多的Na⁺，因此不能確定溶液X中是否存在Na⁺；因為焰色黃色能掩蓋紫色焰色，所以不能確定溶液X中是否有K⁺；另外，上述實驗過程還不能確定溶液X中是否存在C1^-．
A．X中肯定存在Fe²⁺、NH₄⁺、SO₄^2-，Na⁺、Al³⁺不能確定，故A錯誤；
B．F是氨氣、D是二氧化氮，根據4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O知氨氣能被氧化生成NO而不是二氧化氮，故B錯誤；
C．沉淀C一定是BaSO₄、沉淀G一定是Fe（OH）₃，沉淀I中一定有BaCO₃，又由于前面不能確定溶液X中是否存在A1³⁺，所以這里也不能確定沉淀I中有A1（OH）₃，故C錯誤；
D．通過以上分析知，不能確定原來溶液中是否含有鈉離子、氯離子、鉀離子、鋁離子，故D正確，
故選D．

點評 本題考查常見離子的檢驗、離子性質、離子反應現象等，突破點是氨氣的檢驗、鋁離子的檢驗等，題目難度中等．