Question

某溶液可能含有Cl^－、SO₄^2－、CO₃^2－、NH₄⁺、Fe^3＋、Al^3＋和K^＋。取该溶液100 mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02 mol气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到1.6 g固体；向上述滤液中加足量BaCl₂溶液，得到4.66 g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中

A．至少存在5种离子

B．CO₃^2－、Al^3＋一定不存在，K^＋可能存在

C．SO₄^2－、NH₄⁺一定存在，Cl^－可能不存在

D．Cl^－一定存在，且c(Cl^－)≥0.4 mol·L^－1

Answer

D

【解析】

试题分析：取该溶液100mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，说明含有NH4+，n(NH4+)＝0.02mol；同时产生红褐色沉淀；说明含有Fe3+，产生的红褐色沉淀是Fe(OH)3，把沉淀过滤，洗涤，然后灼烧，Fe(OH)3分解得到Fe2O3，质量是1.6g，则n(Fe3+)＝2n(Fe2O3)＝2×(1.6g÷160g/mol)＝0.02mol。由于CO32-、Fe3+会产生沉淀反应而不能大量共存，所以一定不含有CO32-；向上述滤液中加足量BaCl2溶液，得到4.66g不溶于盐酸的沉淀，则沉淀是BaSO4，说明含有SO42ˉ，n(SO42ˉ)＝4.66g÷233g/mol＝0.02mol。由于溶液呈电中性，而判断得到的阳离子的正电荷总数是1×0.02+3×0.02＝0.08mol，阴离子的负电荷总数是2×0.02mol＝0.04mol，小于正电荷总数，所以原溶液中一定还含有阴离子Clˉ，若无其它阳离子，则c(Clˉ)＝(0.08mol－0.04mol)÷0.1L＝0.4mol/L，若还含有钾离子或铝离子，则c(Clˉ)＞0.4mol/L，根据以上分析可知选项A、B、C不正确，D正确，答案选D。

【考点定位】本题主要是考查离子的鉴定、离子共存及电荷守恒在溶液成分的确定的应用的知识。

【名师点晴】该题的难点是定量判断，即选项D的解答。该类问题的关键是利用好电荷守恒，电荷守恒在离子反应定量推断试题中的应用非常广泛，解与离子反应有关的定量推断类试题，需要掌握定量推断最后一种离子存在的方法：如果多种离子共存，且只有一种离子的物质的量未知，可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在，即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数，答题时注意灵活应用。