Question

某溶液可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺和K⁺．取該溶液100mL，加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02mol氣體，同時(shí)產(chǎn)生紅褐色沉淀；將沉淀過濾、洗滌、灼燒，得到1.6g固體；向上述濾液中加入足量BaCl₂溶液，得到4.66g不溶于鹽酸的沉淀．
回答下列問題：
（1）原溶液中一定不存在

 

．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)和必要的計(jì)算確定溶液中一定存在的離子有哪些（寫出必要的推理及計(jì)算過程）．

Answer 1

考點(diǎn)：常見離子的檢驗(yàn)方法

專題：物質(zhì)檢驗(yàn)鑒別題,離子反應(yīng)專題

分析：加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02mol氣體，可知一定存在銨根離子；
紅褐色沉淀是氫氧化鐵，1.6g固體為三氧化二鐵，可知一定有Fe³⁺，一定沒有CO₃^2-；
4.66g不溶于鹽酸的沉淀，為硫酸鋇沉淀，物質(zhì)的量為：0.02mol；
根據(jù)以上數(shù)據(jù)推算存在離子，根據(jù)電荷守恒推算氯離子的存在及數(shù)據(jù)．

解答： 解：（1）由于加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02mol氣體，說明一定有NH₄⁺，且物質(zhì)的量為0.02mol；同時(shí)產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明一定有Fe³⁺，1.6g固體為氧化鐵，物質(zhì)的量為0.01mol，故有0.02molFe³⁺，CO₃^2-和Fe³⁺會(huì)發(fā)生雙水解，故一定沒有CO₃^2-，
故答案為：CO₃^2-；
（2）加入NaOH溶液共熱有氣體和紅褐色沉淀，氣體為氨氣，紅褐色沉淀為氫氧化鐵，則溶液中一定含有NH₄⁺、Fe³⁺，根據(jù)離子共存可知不含CO₃^2-，加BaCl₂溶液生成不溶于鹽酸的沉淀，知溶液中含SO₄^2-，
n（NH₃）=0.02mol，知n（NH₄⁺）=0.02mol，
n（Fe₂O₃）=1.6g/160g?mol^-1=0.01mol，知n（Fe³⁺）=0.02mol，
n（BaSO₄）=4.66g/233g?mol^-1=0.02mol，知n（SO₄^2-）=0.02mol，
溶液中NH₄⁺、Fe³⁺所帶正電荷為0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，SO₄^2-所帶負(fù)電荷為2×0.02mol=0.04mol，
據(jù)電荷守恒，知溶液中必然大量存在另一種陰離子Cl^-，故原溶液中一定含F(xiàn)e³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-和Cl^-，
答：加入NaOH溶液共熱有氣體和紅褐色沉淀可知，溶液中含NH₄⁺、Fe³⁺，而不含CO₃^2-，加BaCl₂溶液生成不溶于鹽酸的沉淀，知溶液中含SO₄^2-，
n（NH₃）=0.02mol，則n（NH₄⁺）=0.02mol，
n（Fe₂O₃）=

1.6g

160g/mol

=0.01mol=0.01mol，則n（Fe³⁺）=0.02mol，
n（BaSO₄）=

4.66g

233g/mol

=0.02mol，則n（SO₄^2-）=0.02mol，
溶液中NH₄⁺、Fe³⁺所帶正電荷為：0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，SO₄^2-所帶負(fù)電荷為：2×0.02mol=0.04mol，
據(jù)電荷守恒，知溶液中必然大量存在另一種陰離子，由題意知為Cl^-，綜上知，原溶液中一定含F(xiàn)e³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-和Cl^-．

點(diǎn)評(píng)：本題考查離子共存，為高考常見題型和高頻考點(diǎn)，側(cè)重于元素化合物知識(shí)的綜合理解和運(yùn)用的考查，注意常見離子的性質(zhì)和反應(yīng)類型的判斷，答題時(shí)認(rèn)真閱讀、分析題中數(shù)據(jù)，合理分析，特別是氯離子的推斷，難度中等．