Question

某无色透明溶液，可能含有下列离子：Mg²⁺、A1³⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、H⁺、NH₄⁺、SO₄^2-、HCO₃^-、Cl^-。取该溶液进行如下实验：①取溶液少许，滴入AgNO₃溶液产生白色沉淀；②取溶液少许，滴入BaCl₂溶液产生白色沉淀，加入足量稀硝酸沉淀不溶解；③取一定量的原溶液，加入一种淡黄色粉末状的固体X，产生气体的物质的量(n_气体)、沉淀的物质的量（n_沉淀）与加入淡黄色粉末的量（nx）的关系如下图所示（假设生成的气体全部逸出）。

根据实验现象和数据分析正确的是

A. 溶液中肯定大量存在的阳离子只有Mg²⁺、A1³⁺、NH₄⁺

B. 溶液中肯定没有的离子是Fe³⁺、Ba²⁺

C. 当加入0.6mol淡黄色粉末时，生成两种气体分别为NH3和O2，其对应的体积比为2:3

D. 溶液中可能存在Cl^-、HCO₃^-

Answer

C

【解析】无色溶液中一定不存在有色的Fe3+，根据①滴入AgNO3溶液产生白色沉淀可知，原溶液中可能含有的离子为：SO42-、HCO3-、Cl-；根据②滴入BaCl2溶液产生白色沉淀，加入足量稀硝酸沉淀不溶解，该白色沉淀为硫酸钡，说明原溶液中一定存在SO42-，根据离子共存，一定不存在Ba2+；③根据图象变化，加入淡黄色粉末，立刻生成气体，开始时没有沉淀，之后沉淀逐渐增加，当加入0.5～0.6mol过氧化钠时没有沉淀生成，说明此时参加反应的离子为NH4+，之后沉淀部分溶解，溶解的沉淀为氢氧化铝，证明原溶液中一定存在Mg2+、Al3+；根据离子共存可知，一定不存在HCO3-；淡黄色粉末X为过氧化钠，原溶液中一定存在H+离子，根据以上分析可知，原溶液中一定存在的离子为：Mg2+、Al3+、H+、NH4+、SO42-，原溶液中一定不存在的离子为：Fe3+、Ba2+、HCO3-，可能存在氯离子。X为过氧化钠，当加入0.6mol淡黄色粉末时，生成氨气消耗过氧化钠的物质的量为0.6mol-0.5mol=0.1mol，说明铵根离子消耗了0.2mol氢氧化钠，溶液中含有铵根离子的物质的量为0.2mol，生成氨气的物质的量为0.2mol；根据反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，0.6mol过氧化钠完全反应生成了0.3mol氧气，所以生成的氨气与氧气的体积之比就等于物质的量之比：0.2mol：0.3mol=2：3，答案选C。

点睛：本题考查了常见离子的检验，题目难度较大，注意掌握常见离子的性质及检验方法，正确分析图象曲线变化是解答本题关键。根据离子的特征反应及离子间的共存情况，进行离子推断时要遵循以下三条原则：（1）互斥性原则。判断出一定有某种离子存在时，将不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没有的离子。（2）电中性原则。溶液呈电中性，溶液中一定有阳离子和阴离子，不可能只有阳离子或阴离子。（3）进出性原则。离子检验时，加入试剂会引入新的离子，某些离子在实验过程中可能消失(如溶液中的AlO2－在酸过量时转化为Al3＋)，则原溶液中是否存在该种离子无法判断。