Question

【題目】某溶液只可能含有K＋、Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、Ba2＋、NH、Cl－、SO中的若干種離子。某同學取100 mL的溶液分成兩等份進行如下實驗：

①第一份加過量的氫氧化鈉溶液后加熱，收集到0.02 mol的氣體，無沉淀產生，同時得到溶液甲。

②向溶液甲中通入過量的二氧化碳氣體，生成白色沉淀，沉淀經過濾，洗滌灼燒后，得到1.02 g固體。

③第二份加足量的氯化鋇溶液，生成白色沉淀，沉淀經鹽酸充分洗滌，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(NH)＝0.2 mol·L－1

B. 實驗③中的白色沉淀中一定是BaSO4，并可得原溶液中n(SO)＝0.5 mol

C. 原溶液中一定有K＋，且c(K＋) ≥0.4 mol·L－1

D. 若要判斷原溶液中是否有Cl－，無需另外設計實驗驗證

Answer 1

【答案】C

【解析】①第一份加過量NaOH溶液后加熱，收集到0.02mol氣體，即為氨氣，一定含有NH4+，物質的量為0.02mol，濃度為0.02mol÷0.05L=0.4mol/L，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，即為氫氧化鋁，則原溶液中一定有Al3+，一定不含有碳酸根離子，鋁離子和過量的氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉溶液，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，氧化鋁的物質的量是1.02g÷102g/mol=0.01mol，根據鋁元素守恒，得到鋁離子的物質的量是0.02mol，濃度為0.02mol÷0.05L=0.4mol/L；③第二份加足量BaCl2溶液后，生成白色沉淀，則一定含有硫酸根離子，無鋇離子，沉淀經足量鹽酸洗滌、干燥后，得到11.65g固體即硫酸鋇的質量是11.65g，物質的量為11.65g÷233g/mol=0.05mol，根據元素守恒硫酸根離子的物質的量是0.05mol，濃度為0.05mol÷0.05L=1mol/L，綜上可知，一定含有的離子是：NH4+、Al3+、SO42-，其濃度分別是：0.4mol/L；0.4mol/L；1mol/L，一定不含Fe3+、Mg2+、Ba2+、CO32-。由于陽離子所帶電荷數是0.02mol+0.02mol×3＝0.08mol，硫酸根所帶電荷數是0.1mol，所以根據電荷守恒可知一定存在鉀離子，物質的量至少是0.02mol，不能確定是否存在氯離子；A．根據以上分析可知，實驗①中產生的氣體為氨氣，并可得原溶液中c(NH4+)＝0.4 mol·L－1，A錯誤；B．根據以上分析可知，③中的白色沉淀中一定有BaSO4，硫酸根的物質的量是0.05mol，B不正確；C．根據以上分析可知原溶液中一定有K＋，且c(K＋)≥0.02mol÷0.05L＝0.4mol/L，C正確；D．由以上分析可知，不能確定存在氯離子，D錯誤；答案選C。