Question

【題目】某溶液可能含有Cl－、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+、Fe2+、Al3+和Na+。某同學為了確認其成分，設計并完成了如下實驗。由此可知原溶液中

A. 原溶液中c(Fe3+)＝0.1 mol·L－1

B. 要確定原溶液中是否含有Fe2+，其操作如下：取少量原溶液于試管中，加KSCN溶液，再加入適量氯水，溶液呈血紅色，則含有Fe2+

C. SO42-、NH4+、Na+一定存在，CO32-、Al3+一定不存在

D. 溶液中至少有4種離子存在，其中Cl－一定存在，且c(Cl－)≥0.2 mol·L－1

Answer 1

【答案】D

【解析】

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CO32-；
濾液通入二氧化碳無現象，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，硫酸鋇的物質的量為0.02mol，原溶液中含有0.02mol硫酸根離子；
焰色反應為黃色，則溶液中存在鈉離子，因為加入了氫氧化鈉溶液，無法判斷原溶液中是否含有鈉離子；
根據溶液電中性判斷是否存在氯離子。

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CO32-；
濾液通入二氧化碳無現象，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，硫酸鋇的物質的量為0.02mol，原溶液中含有0.02mol硫酸根離子；
焰色反應為黃色，則溶液中存在鈉離子，因為加入了氫氧化鈉溶液，無法判斷原溶液中是否含有鈉離子；
據電荷守恒，原溶液中一定有Cl－，物質的量至少為0.02mol×2+0.02mol-0.02mol×2=0.02mol，
A.根據以上分析可以知道，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錯誤；
B.檢驗亞鐵離子時，取少量原溶液于試管中，加KSCN溶液，此時溶液現象必須是無色，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B錯誤；
C.根據以上分析可以知道，原溶液中一定存在SO42-、NH4+、Cl－，只是存在Fe3+、Fe2+中的一種，其離子的物質的量為0.02mol，一定不存在CO32-、Al3+；因為第一步中加入了氫氧化鈉溶液，引進了鈉離子，無法確定原溶液中是否含有鈉離子，故C錯誤；
D.根據以上分析，原溶液中一定存在0.02mol NH4+ ，0.02mol SO42-，0.02mol Fe3+、Fe2+中的一種，當鐵元素全部為亞鐵離子時，陽離子所帶電荷的物質的量最小，所以正電荷物質的量最少為：0.02mol×2+0.02mol =0.06mol，而負電荷的物質的量為：0.02mol×2=0.04mol，根據溶液電中性可以知道，原溶液中一定存在Cl－，且c(Cl－)=0.2mol/L，所以D選項是正確的。
答案選D。