Question

【題目】某水溶液中可能含有Na＋、Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、Ba2＋、NH4+、Cl－、SO42-離子中的若干種。某同學取200 mL該溶液分成兩等份依次進行如下實驗：①向第一份溶液中加過量的NaOH溶液后加熱，充分反應后生成0.02 mol氣體(標況)，無沉淀產生，同時得到溶液甲；②向溶液甲中通入過量的CO2，充分反應生成白色沉淀，沉淀經過濾、洗滌、灼燒至恒重得到1.02 g固體；③向第二份溶液中加入足量的BaCl2溶液，充分反應生成白色沉淀，沉淀用鹽酸充分洗滌、干燥，得到11.65 g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+)＝0.02 mol/L

B. 實驗③中的沉淀里一定有BaSO4，可能有Mg(OH)2

C. 若要確定原溶液中是否含有Cl－，無需另外再設計實驗驗證

D. 原溶液中一定含有Na＋，且c(Na＋)≥0.2 mol/L

Answer 1

【答案】D

【解析】

①第一份加過量NaOH溶液后加熱，收集到0.02mol氣體，該氣體為氨氣，溶液中一定含有NH4+，物質的量為0.02mol，其濃度為：c(NH4+)=

無沉淀生成，則一定不含有Fe3+、Mg2+；

②向甲溶液中通入過量CO2，生成白色沉淀，該白色沉淀即為Al(OH)3，則原溶液中一定有Al3+，由于Al3+與CO32-不能大量共存，所以一定不含有CO32-，Al3+和過量的NaOH反應生成NaAlO2溶液，向溶液中通入過量CO2，生成白色沉淀，即為氫氧化鋁，氫氧化鋁沉淀經過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體即為氧化鋁，根據鋁元素守恒，得到鋁離子的物質的量是n(Al3+)=2×=0.02mol；c(Al3+)=

③第二份溶液中加足量BaCl2溶液后，生成白色沉淀，則一定含有SO42-離子，無Ba2+。沉淀經足量鹽酸洗滌、干燥后，得到11.65g固體即BaSO4的質量是11.65g，物質的量為：n(BaSO4)=11.65g÷233g/mol=0.05mol，根據S元素守恒，可知SO42-的物質的量是0.05mol，c(SO42-)=0.05mol÷0.1L=0.5mol/L。

綜上可知，一定含有的離子是：NH4+、Al3+、SO42-，其濃度分別是：0.2mol/L；0.2mol/L；0.5mol/L，一定不含Fe3+、Mg2+、Ba2+、SO42，不能確定是否存在氯離子。

A．根據以上分析可知，c(NH4+)=0.2 mol/L，A錯誤；

B．根據以上分析可知，③中的白色沉淀中一定有BaSO4，因溶液不存在鎂離子，則沒有生成氫氧化鎂，B錯誤；

C．由以上分析可知，不能確定氯離子是否存在，C錯誤；

D．任何溶液中都存在電荷守恒，NH4+、Al3+、SO42-，其濃度分別是：0.2mol/L；0.2mol/L；0.5mol/L，可知NH4+、Al3+的正電荷總量小于SO42-負電荷總量，依據溶液中陽離子帶的正電荷總數等于陰離子帶的負電荷總數，則一定有Na+存在，若無氯離子存在，則0.2×1+0.2×3+c(Na+)×1=0.5×2，解得c(Na+)=0.2mol/L，若含有氯離子，則c(Na+)＞0.2mol/L，D正確；

故合理選項是D。