Question

10．雾霾严重影响人们的生活与健康．某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子：Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-．某同学收集了该地区的雾霾，经必要的预处理后得试样溶液，设计并完成了如图实验，已知：3NO₃^-+8Al+5OH^-+2H₂O$\stackrel{△}{→}$3NH₃↑+8AlO₂^-，根据以上的实验操作与现象，该同学得出的结论正确的是（　　）

• A． 试样中肯定存在NH₄⁺、Mg²⁺、SO₄^2-和NO₃^-
• B． 试样中一定不含Al³⁺
• C． 试样与Na₂CO₃溶液一定不能大量共存
• D． 该雾霾中可能存在NaNO₃、NH₄Cl和MgSO₄

Answer 1

分析 试样溶液中加入过量Ba（OH）₂并加热，生成的气体1能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，说明气体1是NH₃，则试样中含有NH₄⁺；
向滤液中通入CO₂，得到溶液2、沉淀2，溶液2中加入Al，生成气体2，该气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝色，说明含有气体2是NH₃，根据已知条件知，溶液2中含有NO₃^-，根据元素守恒知，原溶液中含有NO₃^-；
滤液1中通入CO₂，得到沉淀2，向沉淀2中加入酸，沉淀溶解并放出气体，说明沉淀2是碳酸钡等难溶性碳酸盐；
沉淀1是离子与过量氢氧化钡溶液反应生成的，该沉淀可能为氢氧化镁或硫酸钡，原溶液中至少含有Mg²⁺、SO₄^2-中的一种离子，
然后结合题给选项分析解答．

解答 解：试样溶液中加入过量Ba（OH）₂并加热，生成的气体1能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，说明气体1是NH₃，则试样中含有NH₄⁺；
向滤液中通入CO₂，得到溶液2、沉淀2，溶液2中加入Al，生成气体2，该气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝色，说明含有气体2是NH₃，根据已知条件知，溶液2中含有NO₃^-，根据元素守恒知，原溶液中含有NO₃^-；
滤液1中通入CO₂，得到沉淀2，向沉淀2中加入酸，沉淀溶解并放出气体，说明沉淀2是碳酸钡等难溶性碳酸盐；
沉淀1是离子与过量氢氧化钡溶液反应生成的，该沉淀可能为氢氧化镁或硫酸钡，原溶液中至少含有Mg²⁺、SO₄^2-中的一种离子，
综上所述：试样溶液中一定含有NH₄⁺、NO₃^-，至少含有SO₄^2-、Mg²⁺中的一种离子，可能含有：Al³⁺、Na⁺、Cl^-，
A．通过以上分析知，试样中肯定存在NH₄⁺、Mg²⁺，SO₄^2-和NO₃^-至少存在一种即可，故A错误；
B．通过以上分析知，试样中不能确定是否含有Al³⁺，故B错误；
C．不能确定溶液中是否含有镁离子，若不含镁离子、铝离子，则试样与Na₂CO₃可以共存，故C错误；
D．根据以上分析知，试样中肯定存在NH₄⁺、Mg²⁺，至少含有SO₄^2-和NO₃^-中一种离子，还可能存在Na⁺、Cl^-，所以该雾霾中可能存在NaNO₃、NH₄Cl和MgSO₄，故D正确；
故选D．

点评 本题考查了常见离子的性质及检验方法，题目难度中等，明确物质的性质及特殊反应现象是解本题关键，注意没有给出沉淀1的更多信息，无法确定沉淀1的组成，为易错点．