Question

某溶液可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺和Na⁺．某同學(xué)為了確認(rèn)其成分，取部分試液，設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn)：

由此可知原溶液中（　�。�

• A、原溶液中c（Fe³⁺）=0.2mol?L^-1
• B、溶液中至少有4種離子存在，其中Cl^-一定存在，且c（Cl^-）≥0.2mol?L^-1
• C、SO₄^2-、NH₄⁺、Na⁺一定存在，CO₃^2-、Al³⁺一定不存在
• D、要確定原溶液中是否含有Fe²⁺，其操作為：取少量原溶液于試管中，加入適量氯水，無現(xiàn)象，再加KSCN溶液，溶液成血紅色，則含有Fe²⁺

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離、提純的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),物質(zhì)的分離、提純的基本方法選擇與應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02mol氣體，該氣體為氨氣，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺；
產(chǎn)生的紅褐色沉淀為氫氧化鐵，1.6g固體為三氧化二鐵，氧化鐵的物質(zhì)的量為0.01mol，則原溶液中含有0.02mol鐵元素，可能為Fe³⁺、Fe²⁺，原溶液中一定沒有CO₃^2-；
濾液通入二氧化碳無現(xiàn)象，則原溶液中一定不存在Al³⁺；
4.66g不溶于鹽酸的固體為硫酸鋇，硫酸鋇的物質(zhì)的量為0.02mol，原溶液中含有0.02mol硫酸根離子；
顏色反應(yīng)為黃色，則溶液中存在鈉離子，由于加入了氫氧化鈉溶液，無法判斷原溶液中是否含有鈉離子；
根據(jù)溶液電中性判斷是否存在氯離子．

解答： 解：加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02mol氣體，該氣體為氨氣，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺；
產(chǎn)生的紅褐色沉淀為氫氧化鐵，1.6g固體為三氧化二鐵，氧化鐵的物質(zhì)的量為0.01mol，則原溶液中含有0.02mol鐵元素，可能為Fe³⁺、Fe²⁺，原溶液中一定沒有CO₃^2-；
濾液通入二氧化碳無現(xiàn)象，則原溶液中一定不存在Al³⁺；
顏色反應(yīng)為黃色，則溶液中一定存在鈉離子，由于加入了NaOH，無法判斷原溶液中是否含有Na⁺；
4.66g不溶于鹽酸的固體為硫酸鋇，硫酸鋇的物質(zhì)的量為0.02mol，則原溶液中含有0.02mol硫酸根離子，
據(jù)電荷守恒，原溶液中一定有Cl^-，物質(zhì)的量至少為 0.02mol×2+0.02mol-0.02mol×2=0.02mol，
A．根據(jù)以上分析可知，原溶液中含有0.02mol鐵元素，無法判斷存在的是鐵離子或者亞鐵離子，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)以上分析，原溶液中一定存在0.02molNH₄⁺，0.02molSO₄^2-，0.02molFe³⁺、Fe²⁺中的一種，當(dāng)鐵元素全部為亞鐵離子時(shí)，陽離子所帶電荷的物質(zhì)的量最小，所以正電荷物質(zhì)的量最少為：0.02mol×2+0.02mol=0.06mol，而負(fù)電荷的物質(zhì)的量為：0.02mol×2=0.04mol，根據(jù)溶液電中性可知，原溶液中一定存在Cl^-，且c（Cl^-）≥

0.06mol-0.04mol

0.1L

=0.2 mol?L^-1，故B正確；
C．根據(jù)以上分析可知，原溶液中一定存在SO₄^2-、NH₄⁺、Cl^-，只是存在Fe³⁺、Fe²⁺中的一種，其離子的物質(zhì)的量為0.02mol，一定不存在CO₃^2-、Al³⁺；由于第一步中加入了氫氧化鈉溶液，引進(jìn)了鈉離子，無法確定原溶液中是否含有鈉離子，故C錯(cuò)誤；
D．檢驗(yàn)亞鐵離子時(shí)，取少量原溶液于試管中，加KSCN溶液，此時(shí)溶液現(xiàn)象必須是無色，然后再加入適量氯水，溶液呈血紅色，則含有Fe²⁺，否則如果加入硫氰化鉀溶液后顯示紅色，則無法證明原溶液中是否含有亞鐵離子，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)分離、提純實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)流程中的試劑、發(fā)生的反應(yīng)及分離方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度不大，注意根據(jù)溶液電中性判斷氯離子存在的方法．