Question

某溶液可能含有Cl^－、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺和Na⁺。某同学为了确认其成分，设计并完成了如下实验。由此可知原溶液中

A.原溶液中c(Fe³⁺)＝0.1 mol·L^－1

B.要确定原溶液中是否含有Fe²⁺，其操作如下：取少量原溶液于试管中，加KSCN溶液，再加入适量氯水，溶液呈血红色，则含有Fe²⁺

C.SO₄^2-、NH₄⁺、Na⁺一定存在，CO₃^2-、Al³⁺一定不存在

D.溶液中至少有4种离子存在，其中Cl^－一定存在，且c(Cl^－)≥0.2 mol·L^－1

Answer

D

【解析】

加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，该气体为氨气，原溶液中一定存在0.02molNH4+；
产生的红褐色沉淀为氢氧化铁，1.6g固体为三氧化二铁，氧化铁的物质的量为0.01mol，则原溶液中含有0.02mol铁元素，可能为Fe3+、Fe2+，原溶液中一定没有CO32-；
滤液通入二氧化碳无现象，则原溶液中一定不存在Al3+；
4.66g不溶于盐酸的固体为硫酸钡，硫酸钡的物质的量为0.02mol，原溶液中含有0.02mol硫酸根离子；
焰色反应为黄色，则溶液中存在钠离子，因为加入了氢氧化钠溶液，无法判断原溶液中是否含有钠离子；
根据溶液电中性判断是否存在氯离子。

加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，该气体为氨气，原溶液中一定存在0.02molNH4+；
产生的红褐色沉淀为氢氧化铁，1.6g固体为三氧化二铁，氧化铁的物质的量为0.01mol，则原溶液中含有0.02mol铁元素，可能为Fe3+、Fe2+，原溶液中一定没有CO32-；
滤液通入二氧化碳无现象，则原溶液中一定不存在Al3+；
4.66g不溶于盐酸的固体为硫酸钡，硫酸钡的物质的量为0.02mol，原溶液中含有0.02mol硫酸根离子；
焰色反应为黄色，则溶液中存在钠离子，因为加入了氢氧化钠溶液，无法判断原溶液中是否含有钠离子；
据电荷守恒，原溶液中一定有Cl－，物质的量至少为0.02mol×2+0.02mol-0.02mol×2=0.02mol，
A.根据以上分析可以知道，原溶液中含有0.02mol铁元素，无法判断存在的是铁离子或者亚铁离子，故A错误；
B.检验亚铁离子时，取少量原溶液于试管中，加KSCN溶液，此时溶液现象必须是无色，然后再加入适量氯水，溶液呈血红色，则含有Fe2+，否则如果加入硫氰化钾溶液后显示红色，则无法证明原溶液中是否含有亚铁离子，故B错误；
C.根据以上分析可以知道，原溶液中一定存在SO42-、NH4+、Cl－，只是存在Fe3+、Fe2+中的一种，其离子的物质的量为0.02mol，一定不存在CO32-、Al3+；因为第一步中加入了氢氧化钠溶液，引进了钠离子，无法确定原溶液中是否含有钠离子，故C错误；
D.根据以上分析，原溶液中一定存在0.02mol NH4+ ，0.02mol SO42-，0.02mol Fe3+、Fe2+中的一种，当铁元素全部为亚铁离子时，阳离子所带电荷的物质的量最小，所以正电荷物质的量最少为：0.02mol×2+0.02mol =0.06mol，而负电荷的物质的量为：0.02mol×2=0.04mol，根据溶液电中性可以知道，原溶液中一定存在Cl－，且c(Cl－)=0.2mol/L，所以D选项是正确的。
答案选D。