Question

X溶液中可能含有下列8种离子中的几种：Fe³⁺、Fe²⁺、Na⁺、NH₄⁺、CO₃²⁻、Cl⁻、SO₃²⁻、SO₄²⁻。某同学为确定其成分，设计并完成以下实验(不考虑水解，所加试剂均足量)：

下列说法正确的是

A. X溶液中一定存在Na⁺、SO₃²⁻、SO₄²⁻、CO₃²⁻

B. X溶液中一定存在NH₄⁺、Na⁺、SO₄²⁻，至少含有Fe³⁺、Fe²⁺离子中的一种

C. 取少量X溶液，先加入适量氯水，再加少量KSCN溶液，若溶液呈血红色，则含有Fe²⁺

D. X溶液中一定含有Cl⁻，且c(Cl⁻)≥0.1mol·L⁻¹

Answer

D

【解析】加入过量盐酸酸化的 BaCl2 溶液，得 4.66g 沉淀，该沉淀为 BaSO4，物质的量为 =0.02mol，则原溶液中一定含有SO42-，且 c(SO42-)==0.2mol/L；过量的盐酸可与 SO32-、CO32-反应，所以不能确定溶液中是否含有SO32-、CO32-；原溶液与足量的NaOH溶液反应，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 224mL，为氨气，物质的量为0.01mol，说明原溶液中含有0.01mol NH4+，c(NH4+)==0.1mol/L；红棕色固体为Fe2O3，则溶液中铁元素的物质的量为×2=0.02mol，铁元素的浓度==0.2mol/L；所以原溶液中至少含有Fe3+、Fe2+离子中的一种，无论是Fe3+，还是Fe2+，SO32-、CO32-都不能共存，因此原溶液中一定不存在SO32-、CO32-；根据上述分析，阴离子SO42-所带负电荷为0.04mol，阳离子所带正电荷为0.01mol NH4+和0.02mol Fe2+，至少为0.05mol，则溶液中必定含有其他阴离子，所以一定含有Cl−，不能确定是否含有Na+。A. 根据上述分析，X溶液中一定不存在SO32−、CO32−，无法确定是否含有Na+，故A错误；B. 根据上述分析，无法确定是否含有Na+，故B错误；C. 溶液呈血红色，有2种可能，一是原溶液中含有Fe2+，被氯气氧化生成了Fe3+，另一种是原溶液中就存在Fe3+，因此不能判断是否含有Fe2+，故C错误；D. 根据上述分析，X溶液中一定含有Cl−，根据电荷守恒，物质的量至少为0.01mol，则c(Cl−)≥0.1mol/L，故D正确；故选D。