Question

某工業廢水含有下列離子中的5種（不考慮水的電離及離子的水解），K⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Cl^-、CO₃^2-、NO₃^-、SO₄^2-，且各種離子的物質的量濃度相等．甲同學欲探究廢水的組成，進行了如下實驗：
①用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察無紫色火焰．
②另取溶液加入足量稀鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變．
③另取溶液加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．
根據上述實驗，以下推測正確的是（　　）

• A、溶液中難以確定Al³⁺的存在與否
• B、原溶液中所含的離子為：Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-
• C、步驟②中可以確定Fe²⁺、NO₃^-的存在，不能確定其它離子的存在
• D、步驟③中的白色沉淀為2種鋇鹽

Answer 1

分析：用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察無紫色火焰，則說明沒有K⁺；另取溶液加入足量稀鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，則說明含有具有氧化性的NO₃^-和還原性的Fe²⁺；若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說明原溶液中含有CO₃^2-或SO₄^2-，因為有Fe²⁺所以沒有CO₃^2-；結合溶液中的電荷守恒分析．

解答：解：用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察無紫色火焰，則說明沒有K⁺；
另取溶液加入足量稀鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色，則說明含有具有氧化性的NO₃^-和還原性的Fe²⁺；
若向溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說明原溶液中含有CO₃^2-或SO₄^2-，因為有Fe²⁺，Fe²⁺與CO₃^2-不能共存，所以沒有CO₃^2-；則溶液中的離子有Fe²⁺、NO₃^-、SO₄^2-，
已知各種離子的物質的量濃度相等，陰離子電荷比陽離子電荷多，所以還有另外的陽離子Cu²⁺或Al³⁺，若有Cu²⁺，陽離子的電荷多還須有Cl^-，若有Al³⁺，陰離子加上Cl^-，電荷仍不守恒；
所以根據電荷守恒可知還有Cu²⁺、Cl^-，
所以原溶液中所含的離子為：Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-，故B正確；
故選B．

點評：本題考查了離子檢驗的實驗方法和反應現象分析，掌握離子性質和溶液中電荷守恒計算判斷存在的離子是解題關鍵，題目難度較大．