Question

13．常溫下，pH=1的某溶液A中含有NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、CO₃^2-、NO₃^-、Cl^-、I^-、SO₄^2-中的4種，且溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L，現(xiàn)取該溶液進(jìn)行有關(guān)實驗，實驗結(jié)果如圖所示：下列有關(guān)說法正確的是（　　）

• A． 該溶液中一定有上述離子中的NO₃^-、Al³⁺、SO₄^2-、Cl^-四種離子
• B． 實驗消耗Cu 14.4g，則生成氣體丁的體積為3.36L
• C． 沉淀乙一定有BaCO₃，可能有BaSO₄
• D． 一定沒有Fe³⁺，但是無法確定是否含有I^-

Answer 1

分析 pH=1的某溶液中H⁺濃度為0.1mol/L，則說明溶液中無CO₃^2-．
向溶液中加入過量的（NH₄）₂CO₃溶液，生成的無色氣體甲為CO₂，生成的白色沉淀甲是CO₃^2-和溶液中的弱堿陽離子雙水解生成的，據(jù)此分析溶液中的離子．
向溶液中加入過量的Ba（OH）₂溶液，生成的氣體乙為NH₃，由于（NH₄）₂CO₃溶液能引入NH₄⁺，故不能確定原溶液中含NH₄⁺．
向溶液乙中加銅和硫酸，有遇空氣變紅棕色的氣體丙生成，說明溶液中含NO₃^-．由于溶液顯酸性，即含硝酸，則不能和硝酸共存的離子均不能存在．
由于前面加入了過量的Ba（OH）₂溶液，故生成的白色沉淀丙為BaSO₄，但SO₄^2-是原溶液中就有的，還是后來加硫酸引入的，需要根據(jù)電荷守恒來分析判斷．

解答 解：pH=1的某溶液A中含有NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、CO₃^2-、NO₃^-、Cl^-、I^-、SO₄^2-中的4種，且溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L．
由于pH=1的某溶液中H⁺濃度為0.1mol/L，則說明溶液中無CO₃^2-．
向溶液中加入過量的（NH₄）₂CO₃溶液，生成的無色氣體甲為CO₂，生成的白色沉淀甲是CO₃^2-和溶液中的弱堿陽離子雙水解生成的，由于生成的沉淀為白色，故此弱堿陽離子為Al³⁺，還能說明溶液中不含F(xiàn)e³⁺、Fe²⁺；
向溶液中加入過量的Ba（OH）₂溶液，生成的氣體乙為NH₃，由于前面加入的過量的（NH₄）₂CO₃溶液能引入NH₄⁺，故不能確定原溶液中含NH₄⁺．
前面加入的過量的（NH₄）₂CO₃溶液能引入CO₃^2-，故生成的白色沉淀乙一定含BaCO₃．
向溶液乙中加銅和硫酸，有遇空氣變紅棕色的氣體丙生成，說明溶液中含NO₃^-．由于溶液顯酸性，即含硝酸，則I^-不能有．
綜上分析可知，溶液中一定無CO₃^2-、Fe³⁺、Fe²⁺、I^-，一定含0.1mol/LH⁺、0.1mol/LAl³⁺、0、1mol/LNO₃^-，由于溶液必須顯電中性，且除H⁺外只能含4種離子，故
溶液中一定含Cl^-、SO₄^2-．
即溶液中一定無NH₄⁺、K⁺、Na⁺、CO₃^2-、Fe³⁺、Fe²⁺、I^-，一定含Cl^-、SO₄^2-、H⁺、Al³⁺、NO₃^-．
A、該溶液中一定有上述離子中的NO₃^-、Al³⁺、SO₄^2-、Cl^-四種離子，故A正確；
B、實驗消耗Cu 14.4g即0.225mol，設(shè)生成的氣體丙NO的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)得失電子數(shù)守恒可知：0.225mol×2=xmol×3
解得x=0.15mol，則0.15molNO與氧氣反應(yīng)后生成的氣體丁NO₂也為0.15mol，但由于狀態(tài)不明確，故NO₂的體積不一定是3.36L，故B錯誤；
C、由于原溶液中含SO₄^2-，故沉淀乙一定有BaCO₃，也一定含BaSO₄，故C錯誤；
D、溶液中一定不含I^-，故D錯誤．
故選A．

點評 本題考查了常見陰陽離子的檢驗、離子共存的判斷，題目難度中等，注意掌握常見離子的性質(zhì)及檢驗方法，判斷硫酸根離子、氯離子時需要通過電荷守恒進(jìn)行判斷，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力．