Question

17．某水溶液只可能含有K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-中的若干種離子．某同學取100mL的溶液分成兩等份進行如下實驗：
①第一份加過量的氫氧化鈉溶液后加熱，收集到0.02mol的氣體，無沉淀產生，同時得到溶液甲．
②向溶液甲中通過量的二氧化碳氣體，生成白色沉淀，沉淀經過濾，洗滌灼燒后，得到1.02g固體．
③第二份加足量的氯化鋇溶液后，生成白色沉淀，沉淀經鹽酸充分洗滌，干燥，得到 11.65g固體．
據此，該同學得到的結論正確的是（　　）

• A． 實驗①中產生的氣體為氨氣，并可得原溶液中c（NH₄⁺）=0.2 mol•L^-1
• B． 實驗③中的白色沉淀中一定有BaSO₄，無BaCO₃
• C． 原溶液中一定有K⁺，且c（K⁺）=0.4 mol•L^-1
• D． 若要判斷原溶液中是否有Cl^-，無需另外設計實驗驗證

Answer 1

分析 ①第一份加過量的氫氧化鈉溶液后加熱，收集到0.02mol的氣體，無沉淀產生，同時得到溶液甲，則一定不含Fe³⁺、Mg²⁺，一定含NH₄⁺，n（NH₄⁺）=0.02mol；
②向溶液甲中通過量的二氧化碳氣體，生成白色沉淀，白色沉淀為氫氧化鋁，則原溶液一定含Al³⁺，與Al³⁺反應的CO₃^2-不能存在，沉淀經過濾，洗滌灼燒后，得到1.02g固體，固體為氧化鋁，則n（Al³⁺）=$\frac{1.02g}{102g/mol}$×2=0.02mol；
③第二份加足量的氯化鋇溶液后，生成白色沉淀，沉淀經鹽酸充分洗滌，干燥，得到 11.65g固體，固體為硫酸鋇，原溶液中一定含SO₄^2-，與SO₄^2-反應的Ba²⁺不能存在，n（SO₄^2-）=$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol，然后結合電荷守恒解答．

解答 解：①第一份加過量的氫氧化鈉溶液后加熱，收集到0.02mol的氣體，無沉淀產生，同時得到溶液甲，則一定不含Fe³⁺、Mg²⁺，一定含NH₄⁺，n（NH₄⁺）=0.02mol；
②向溶液甲中通過量的二氧化碳氣體，生成白色沉淀，白色沉淀為氫氧化鋁，則原溶液一定含Al³⁺，與Al³⁺反應的CO₃^2-不能存在，沉淀經過濾，洗滌灼燒后，得到1.02g固體，固體為氧化鋁，則n（Al³⁺）=$\frac{1.02g}{102g/mol}$×2=0.02mol；
③第二份加足量的氯化鋇溶液后，生成白色沉淀，沉淀經鹽酸充分洗滌，干燥，得到 11.65g固體，固體為硫酸鋇，原溶液中一定含SO₄^2-，與SO₄^2-反應的Ba²⁺不能存在，n（SO₄^2-）=$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol，
由電荷守恒可知，陰離子總數（0.05mol×2）＞陽離子總數（0.02×1+0.02×3），則一定還含陽離子K⁺，上述實驗不能確定是否含Cl^-，
A．實驗①中產生的氣體為氨氣，并可得原溶液中c（NH₄⁺）=$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol•L^-1，故A錯誤；
B．由上述分析可知，實驗③中的白色沉淀中一定有BaSO₄，無BaCO₃，碳酸鋇與鹽酸反應，故B正確；
C．原溶液中一定有K⁺，且c（K⁺）=$\frac{0.05mol×2-0.02mol-0.02mol×3}{0.05L}$=0.4 mol•L^-1，故C正確；
D．若要判斷原溶液中是否有Cl^-，需要排除硫酸根離子的干擾后，加硝酸、硝酸銀檢驗，故D錯誤；
故選BC．

點評 本題考查無機物的推斷，為高頻考點，把握發生的反應、現象推斷物質為解答的關鍵，側重分析與推斷能力的考查，注意溶液分為兩等份及電荷守恒應用，題目難度不大．