Question

常温下，pH=1的某溶液中还含有 Na⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、I^-、Cl^-、CO₃^2-中的若干种，现取100mL 该溶液进行实验(不考虑实验操作过程中物质质量的损失，忽略溶液体积变化)：①向该溶液中通入过量氯气，充分反应后加入CCl₄进行萃取分液，得到水层和紫色有机层；②向实验①得到的水层，加入足量的NaOH溶液，产生沉淀，过滤，得到的沉淀进行洗涤、灼烧后得到1.60g固体；③向实验②所得滤液中加入硝酸银溶液和稀硝酸，产生白色沉淀；④向实验①所得到的紫色有机层，进行一系列操作后，得到2.54g紫黑色固体。根据实验结果，下列判断正确的是

A.不能确定Na⁺和Cl^-是否存在，CO₃^2-一定不存在

B.Fe²⁺、I^-、Cl^-三种离子一定存在

C.Fe³⁺、Fe²⁺至少有一种

D.该溶液中c(Cl^-)≥0.1mol·L^-1

Answer

B

【解析】

pH=1的溶液中存在大量氢离子，则一定不存在CO32-；向溶液中通入氯气分液后得到紫色溶液，则原溶液中含有I-，铁离子能够氧化碘离子，则一定不存在Fe3+；水层中加入氢氧化钠溶液得到固体，该固体为氢氧化铁，灼烧固体得到的1.60g为氧化铁，则溶液中一定存在Fe2+，然后结合碘单质的质量、氧化铁的质量及电荷守恒判断氯离子的存在情况及浓度。

pH=1的溶液中氢离子浓度c(H+)=0.1mol/L，该溶液中含有大量H+，则一定不存在CO32-；

向溶液中通入氯气分液后得到紫色溶液，则原溶液中含有I-，Fe3+能够氧化I-，则一定不存在Fe3+；2.54g为碘单质，其物质的量n(I2)==0.01mol，则原溶液中含有I-的物质的量为n(I-)=2n(I2)=0.02mol；

水层中加入氢氧化钠溶液得到固体，该固体为Fe(OH)3，灼烧固体得到的1.60g固体为Fe2O3，则溶液中一定存在Fe2+，根据铁元素守恒可知n(Fe2+)=2n(Fe2O3)×2=0.02mol，根据电荷守恒，0.02mol Fe2+带有正电荷为0.04mol，0.02mol I-带有0.02mol电荷，H+还带有0.01mol正电荷，0.04mol+0.01mol>0.02mol，所以原溶液中一定含有Cl-，其物质的量至少为0.04mol-0.02mol+0.01mol=0.03mol，氯离子的浓度最小为=0.3mol/L。

A.原溶液中一定不存在CO32-，一定含有Cl-，A错误；

B.根据上述分析计算可知，原溶液中一定有Fe2+、I-、Cl-三种离子，B正确；

C.原溶液中一定存在Fe2+，一定不存在Fe3+，C错误；

D.根据分析可知该溶液中c(Cl-)≥0.3nol/L，D错误；

故合理选项是B。