Question

20．某溶液中可能含有下列5種離子中的某幾種：Na⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Clˉ．為確認該溶液組成進行如下實驗：
①取20.0mL該溶液，加入20.0mL 4.00mol•L^-1NaOH溶液，生成紅褐色沉淀且沒有刺激性氣體生成．將沉淀過濾、洗滌、灼燒，得固體0.80g．再將濾液稀釋至100mL，測得濾液中c（OHˉ）為0.10mol•L^-1；
②另取20.0mL該溶液，加入足量的AgNO₃溶液，生成白色沉淀8.61g．
由此可得出原溶液組成的正確結(jié)論是（　�。�

• A． 一定含有Fe³⁺、Al³⁺、Clˉ，不含Na⁺、NH₄⁺
• B． 一定含有Na⁺、Fe³⁺、Clˉ，不含NH₄⁺，可能含有Al³⁺
• C． c （Al³⁺）=1.00 mol•L^-1
• D． c（Na⁺）=0.50 mol•L^-1

Answer 1

分析 根據(jù)實驗①判斷，原溶液中一定有Fe³⁺，無NH₄⁺，根據(jù)反應(yīng)前后OH^-濃度的變化計算參加反應(yīng)的OH^-，固體0.80g為氧化鐵的質(zhì)量，可計算n（Fe³⁺），結(jié)合消耗OH^-的量判斷是否含有Al³⁺，
②另取20.0mL該溶液，加入足量的AgNO₃溶液，生成白色沉淀8.61g，為AgCl的質(zhì)量，可知n（Cl^-），結(jié)合電荷守恒判斷是否含有Na⁺，以此解答該題．

解答 解：根據(jù)實驗①判斷，原溶液中一定有Fe³⁺，無NH₄⁺，
參加反應(yīng)的OH^-：0.020L×4.00 mol•L^-1-0.10L×0.10 mol•L^-1=0.07mol
n（Fe³⁺）=$\frac{0.80g}{{160g•mo{l^{-1}}}}×2=0.01mol$，
Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，
與Fe³⁺反應(yīng)的OH^-：0.01mol×3=0.03mol，所以原溶液中一定存在Al³⁺，
與Al³⁺反應(yīng)的OH^-：0.07mol-0.03mol=0.04mol，
濾液中還余OH^-，則發(fā)生反應(yīng)  Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
n（Al³⁺）=$\frac{0.04mol}{4}=0.01mol$，
c （Al³⁺）=$\frac{0.01mol}{0.02L}=0.50mol•L{\;}^{-1}$，
由實驗②結(jié)合上面的計算數(shù)據(jù)，得 n（Cl^-）=$\frac{8.61g}{{143.5g•mo{l^{-1}}}}=0.06mol$，
電荷守恒：n（Cl^-）=3n（Fe³⁺）+3n（Al³⁺），所以原溶液中不含Na⁺，
故選A．

點評 本題考查離子反應(yīng)的簡單計算、常見離子的檢驗方法，題目難度中等，注意掌握常見離子的性質(zhì)及檢驗方法，根據(jù)電荷守恒判斷鈉離子的存在為本題易錯點．