Question

14．某無色溶液中只可能溶有NH₄⁺、K⁺、Al³⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、Cl^-、I^-、MnO₄^-、SO₄^2-等離子中的幾種離子．為分析其組成，現(xiàn)進行如下實驗：
①取10mL該溶液于試管中滴加足量的Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到0.03mol白色沉淀甲．
②取上述反應(yīng)后的濾液，加人AgNO₃溶液未見沉淀產(chǎn)生．
③另取10mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀乙，當加人NaOH的物質(zhì)的量為0.03mol時，沉淀的量達到最大；繼續(xù)滴加NaOH溶液并加熱，開始產(chǎn)生氣體丙，收集氣體丙，體積換算成標況下為0.224L（假設(shè)丙全部逸出），最后沉淀完全溶解．
下列推斷正確的是（　�。�

• A． 僅有實驗①可推出肯定含有SO₄^2-，不含Cl^-
• B． 該無色溶液肯定含有NH₄⁺、K⁺、Al³⁺、SO₄^2-
• C． 該無色溶液中肯定不含K⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、Cl^-、MnO₄^-、I^-
• D． 不能確定該無色溶液是否含有K⁺

Answer 1

分析 溶液無色，說明不含MnO₄^-；
①取10mL該溶液于試管中滴加Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到0.03mol白色沉淀甲，說明甲為BaSO₄，原溶液中含有SO₄^2-；
②向濾液中加入AgNO₃溶液未見沉淀產(chǎn)生，說明不含有Cl^-、I^-；
③因為能與堿共熱生成氣體的只有NH₄⁺，氫氧化鎂不溶于氫氧化鈉溶液，Al³⁺能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成沉淀又能完全溶解，鋁離子與碳酸氫根離子能發(fā)生雙水解反應(yīng)而不能大量共存，故不含HCO₃^-；根據(jù)氫氧化鋁沉淀0.01mol和標況下氨氣為0.224L，利用元素守恒可知有NH₄⁺0.01mol，Al³⁺、0.01mol，再根據(jù)電荷守恒可推知含有K⁺；綜上分析可知一定含有的離子為K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，一定不含有的離子為MnO₄^-、Mg²⁺、Cl^-、I^-、HCO₃^-．

解答 解：MnO₄^-溶液為紫紅色，溶液無色，則一定不存在有色的MnO₄^-；
①取10mL該溶液于試管中滴加Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到0.03mol白色沉淀甲，說明甲為BaSO₄，原溶液中含有0.03molSO₄^2-；
②向濾液中加入AgNO₃溶液未見沉淀產(chǎn)生，說明不含有Cl^-、I^-；
③另取少量該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀乙，當沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體丙，最后沉淀完全溶解，說明含有NH₄⁺、Al³⁺，不含Mg²⁺，因為能與堿共熱生成氣體的只有NH₄⁺，氫氧化鎂不溶于氫氧化鈉溶液，Al³⁺能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成沉淀又能完全溶解，鋁離子與碳酸氫根離子能發(fā)生雙水解反應(yīng)而不能大量共存，故不含HCO₃^-；根據(jù)氫氧化鋁沉淀0.01mol和標況下氨氣為0.224L，利用元素守恒可知有NH₄⁺0.01mol，Al³⁺0.01mol，再根據(jù)電荷守恒可推知含有K⁺；
綜上分析可知一定含有的離子為K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，一定不含有的離子為MnO₄^-、Mg²⁺、Cl^-、I^-、HCO₃^-．
A．②向濾液中加入AgNO₃溶液未見沉淀產(chǎn)生，說明不含有Cl^-、I^-，故A錯誤；
B．綜上分析可知一定含有的離子為K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，故B正確；
C．該無色溶液中肯定不含MnO₄^-、Mg²⁺、Cl^-、I^-、HCO₃^-，含有K⁺，故C錯誤；
D．0.03molSO₄^2-，NH₄⁺0.01mol，Al³⁺0.01mol，根據(jù)電荷守恒可推知含有K⁺0.02mol，故D錯誤．
故選B．

點評 本題考查學生常見離子的檢驗方法，可以根據(jù)常見離子的特性和它們之間的反應(yīng)規(guī)律、電荷守恒回答，題目難度中等．