Question

3．强酸性溶液X中可能含有Na⁺、K⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Al³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-中的若干种，某同学为了确认其成分，取溶液X进行连续实验，实验过程及产物如下：

下列结论正确的是（　　）

• A． X中肯定存在Na⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Al³⁺、SO₄^2-
• B． 气体F经催化氧化可直接生成气体D
• C． 沉淀C一定是BaSO₄、沉淀G一定是Fe（OH）₃、沉淀I一定是Al（OH）₃
• D． X中不能确定的离子是Al³⁺、Na⁺、K⁺和Cl^-

Answer 1

分析 ①强酸性溶液中CO₃^2-不能存在；
②X溶液中加入过量Ba（NO₃）₂溶液生成沉淀C是BaSO₄，说明有SO₄^2-存在；硝酸被还原生成气体A为NO，说明有还原剂Fe²⁺存在，（即3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O）．
③溶液B加入过量NaOH溶液，生成的沉淀G为Fe（OH）₃；生成的气体F为NH₃，说明有NH₄⁺存在．
④溶液H通入CO₂生成沉淀I，由于前面加入过量的Ba（NO₃）₂溶液，引入了大量Ba²⁺，所以沉淀I中一定有BaCO₃，又由于前面不能确定溶液X中是否存在A1³⁺，所以这里也不能确定沉淀I中有A1（OH）₃；溶液J的焰色反应呈黄色，说明溶液J中有Na⁺，但由于前面加入过量NaOH溶液，引入了较多的Na⁺，因此不能确定溶液X中是否存在Na⁺；因为焰色黄色能掩盖紫色焰色，所以不能确定溶液X中是否有K⁺；另外，上述实验过程还不能确定溶液X中是否存在C1^-．

解答 解：①强酸性溶液中CO₃^2-不能存在；
②X溶液中加入过量Ba（NO₃）₂溶液生成沉淀C是BaSO₄，说明有SO₄^2-存在；硝酸被还原生成气体A为NO，说明有还原剂Fe²⁺存在，（即3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O）；
③溶液B加入过量NaOH溶液，生成的沉淀G为Fe（OH）₃；生成的气体F为NH₃，说明有NH₄⁺存在；
④溶液H通入CO₂生成沉淀I，由于前面加入过量的Ba（NO₃）₂溶液，引入了大量Ba²⁺，所以沉淀I中一定有BaCO₃，又由于前面不能确定溶液X中是否存在A1³⁺，所以这里也不能确定沉淀I中有A1（OH）₃；溶液J的焰色反应呈黄色，说明溶液J中有Na⁺，但由于前面加入过量NaOH溶液，引入了较多的Na⁺，因此不能确定溶液X中是否存在Na⁺；因为焰色黄色能掩盖紫色焰色，所以不能确定溶液X中是否有K⁺；另外，上述实验过程还不能确定溶液X中是否存在C1^-．
A．X中肯定存在Fe²⁺、NH₄⁺、SO₄^2-，Na⁺、Al³⁺不能确定，故A错误；
B．F是氨气、D是二氧化氮，根据4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O知氨气能被氧化生成NO而不是二氧化氮，故B错误；
C．沉淀C一定是BaSO₄、沉淀G一定是Fe（OH）₃，沉淀I中一定有BaCO₃，又由于前面不能确定溶液X中是否存在A1³⁺，所以这里也不能确定沉淀I中有A1（OH）₃，故C错误；
D．通过以上分析知，不能确定原来溶液中是否含有钠离子、氯离子、钾离子、铝离子，故D正确，
故选D．

点评 本题考查常见离子的检验、离子性质、离子反应现象等，突破点是氨气的检验、铝离子的检验等，题目难度中等．