Question

某水溶液只可能含有K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Cl^－、CO₃^2－、SO₄^2－中的若干种离子。某同学取100ml的溶液分成两等份进行如下实验：

①第一份加过量的氢氧化钠溶液后加热，收集到0.02mol的气体，无沉淀产生，同时得到溶液甲。

②向溶液甲中通过量的二氧化碳气体，生成白色沉淀，沉淀经过滤，洗涤灼烧后，得到1.02g固体。

③第二份加足量的氯化钡溶液后，生成白色沉淀，沉淀经盐酸充分洗涤，干燥，得到 11.65g固体。

据此，该同学得到的结论正确的是

A．实验①中产生的气体为氨气，并可得原溶液中c(NH₄⁺)=0.2 mol·L^－1

B．实验③中的白色沉淀中一定有BaSO₄，无BaCO₃

C．原溶液中一定有K⁺，且c(K⁺)=0.4 mol·L^－1

D．若要判断原溶液中是否有Cl^－，无需另外设计实验验证

Answer

B

【解析】

试题分析：①第一份加过量NaOH溶液后加热，收集到0.02mol气体，即为氨气，一定含有NH4+，物质的量为0.02mol，浓度为：=0.4mol/L，无沉淀生成，则一定不含有Fe3+、Mg2+；②向甲溶液中通入过量CO2，生成白色沉淀，即为氢氧化铝，则原溶液中一定有Al3+，一定不含有碳酸根离子，铝离子和过量的氢氧化钠反应生成偏铝酸钠溶液，溶液中通入过量CO2，生成白色沉淀，即为氢氧化铝，氢氧化铝沉淀经过滤、洗涤、灼烧后，得到1.02g固体即为氧化铝，根据铝元素守恒，得到铝离子的物质的量是×2=0.02mol，浓度为：=0.4mol/L；③第二份加足量BaCl2溶液后，生成白色沉淀，则一定含有硫酸根离子，无钡离子．沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，得到11.65g固体即硫酸钡的质量是11.65g，物质的量为：=0.05mol，根据元素守恒，所以硫酸根离子的物质的量是0.05mol，浓度为：=1mol/L，综上可知，一定含有的离子是：NH4+、Al3+、SO42-，其浓度分别是：0.4mol/L；0.4mol/L；1mol/L，一定不含Fe3+、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42，不能确定是否存在氯离子。A．根据以上分析可知，c (NH4+)=0.4 mol•L-1，故A错误；B．根据以上分析可知，③中的白色沉淀中一定有BaSO4，无BaCO3，故B正确；C．任何溶液中都存在电荷守恒，NH4+、Al3+、SO42-，其浓度分别是：0.4mol/L；0.4mol/L；1mol/L，可以知道NH4+、Al3+的正电荷总量小于SO42-负电荷总量，依据电荷守恒，则一定有K+存在，若无氯离子存在，则0.4×1+0.4×3+c(K+)×1=1×2，解得c(K+)=0.4mol/L，故C错误；D．由以上分析可知，不能确定存在氯离子，故D错误；故选B。

【考点定位】考查常见离子的检验

【名师点晴】本题考查离子的检验，和过量NaOH溶液加热产生的气体只能是氨气，可以和过量的氢氧化钠反应生成的沉淀可以是氢氧化铁、氢氧化镁，氢氧化铝可以和过量的氢氧化钠之间反应，向偏铝酸钠中通过量的二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀，氢氧化铝灼烧可以得到氧化铝，根据铝元素守恒可以计算铝离子的量，在溶液中，铝离子和碳酸根离子因为双水解不共存，硫酸根离子可以和钡离子之间反应生成硫酸钡沉淀，是一种不溶于盐酸的白色沉淀，根据沉淀的量结合发生的反应来计算离子的量。采用定性实验和定量计算分析相结合的模式，增大了解题难度，同时涉及离子共存、离子反应等都是解题需注意的信息，尤其是K+的确定易出现失误。