Question

某混合溶液中可能含有下列离子中的若干种：K⁺、Na⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、NO₂^-、CO₃^2-，现取三份20mL该溶液进行如下实验：
（1）第一份加入足量盐酸，无任何气体产生
（2）第二份加入足量NaOH溶液，经搅拌、过滤、洗涤、灼烧，最后得到xg固体
（3）第三份滴加0.10mol•L^-1酸性KMnO₄溶液，消耗其体积为VmL
（4）另用洁净的铂丝蘸取该混合溶液置于浅色火焰上灼烧，发现火焰呈现黄色
根据上述实验，以下说法正确的是（ ）
A．原混合溶液中只存在Na⁺、Fe³⁺、SO₄^2-，不可能存在K⁺、CO₃^2-
B．由实验（1）无法推断原混合溶液中是否含有SO₄^2-
C．由实验（2）、（3）可判定原混合溶液中是否含有Fe³⁺
D．由实验（3）可判定原混合溶液中存在NO₂^-

Answer

（1）第一份加入足量盐酸，无任何气体产生，说明溶液中不含CO32-离子，也不含NO2-离子，因NO2-+H+═HNO2，4HNO2═4NO↑+2H2O+O2↑，有气体放出，根据溶液的电中性，阴离子只有
SO42-离子，则一定存在SO42-离子．
（2）二份加入足量NaOH溶液生成沉淀，说明溶液中含有Fe2+或Fe3+离子，或二者都有，根据最后得到xg固体，可知总共含有的铁元素的物质的量；
（3）第三份滴加0.10mol•L-1酸性KMnO4溶液，消耗其体积为VmL，说明溶液中含有还原性Fe2+离子，根据消耗的高锰酸钾的物质的量可确定Fe2+离子的物质的量，并能确定是否含有Fe3+离子；
（4）另用洁净的铂丝蘸取该混合溶液置于浅色火焰上灼烧，发现火焰呈现黄色，说明含有Na+离子，但不能确定是否含有K+离子，须通过蓝色钴玻璃观察．
综上所述，溶液中一定含有Na+离子、SO42-离子，不含CO32-离子、不含NO2-离子，Fe2+或Fe3+离子至少有一种．
【解析】
A、只有通过蓝色钴玻璃观察才能确定是否有K+离子，故A错误；
B、（1）第一份加入足量盐酸，无任何气体产生，说明溶液中不含CO32-离子，也不含NO2-离子，因NO2-+H+═HNO2，4HNO2═4NO↑+2H2O+O2↑，有气体放出，根据溶液的电中性，阴离子只有SO42-离子，则一定存在SO42-离子，故B错误；
C、足量NaOH溶液生成沉淀，说明溶液中含有Fe2+或Fe3+离子，或二者都有，根据最后得到xg固体，可知总共含有的铁元素的物质的量，滴加0.10mol•L-1酸性KMnO4溶液，消耗其体积为VmL，可以证明一定含有Fe2+离子，根据电子得失相等可得Fe2+离子的物质的量，以此来判断是否含有Fe3+离子，故C正确；
D、加入足量盐酸，无任何气体产生，说明不含NO2-离子，因NO2-+H+═HNO2，4HNO2═4NO↑+2H2O+O2↑，有气体放出，故D错误．
故选C．