Question

10．霧霾嚴(yán)重影響人們的生活與健康．某地區(qū)的霧霾中可能含有如下可溶性無機(jī)離子：Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-．某同學(xué)收集了該地區(qū)的霧霾，經(jīng)必要的預(yù)處理后的試樣溶液，設(shè)計并完成了如下的實驗：

已知：3NO₃^-+8Al+5OH^-+2H₂O$\stackrel{△}{→}$3NH₃+8AlO₂^-，根據(jù)以上的實驗操作與現(xiàn)象，該同學(xué)得出的結(jié)論正確的是（　　）

• A． 沉淀2為氫氧化鋁
• B． Cl^-一定存在，且c（Cl?）≥0.05mol
• C． 該試樣溶液中一定存在的離子有NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2-和NO₃^-
• D． 試樣中可能存在Na⁺、Cl^-、Al³⁺

Answer 1

分析 試樣溶液中加入過量Ba（OH）₂并加熱，生成的氣體1，該氣體1可能是NH₃，則試樣中含有NH₄⁺，物質(zhì)的量是0.01mol，向濾液中通入CO₂，得到溶液2、沉淀2，溶液2中加入Al，3NO₃^-+8Al+5OH^-+2H₂O=3NH₃+8AlO₂^-，生成氣體2，該氣體是NH₃，根據(jù)已知條件知，溶液2中含有NO₃^-，根據(jù)元素守恒知，原溶液中含有NO₃^-，氨氣的物質(zhì)的量是0.02mol，含有硝酸根離子是0.02mol，濾液1中通入CO₂，得到沉淀2，向沉淀2中加入酸，沉淀溶解并放出氣體，說明沉淀2是碳酸鋇等難溶性碳酸鹽；沉淀1加入酸后，沉淀部分溶解，硫酸鋇不溶于酸，說明原來溶液中含有SO₄^2-，能和過量Ba（OH）₂反應(yīng)生成能溶于酸的沉淀，根據(jù)離子知，該沉淀為Mg（OH）₂，氫氧化鎂和硫酸鋇一共是4.65g，硫酸鋇沉淀是2.33g，即0.01mol，所以氫氧化鎂是2.32g，物質(zhì)的量是所以溶液中含有Mg ²⁺0.04mol，結(jié)合題給選項分析解答．

解答 解：試樣溶液中加入過量Ba（OH）₂并加熱，生成的氣體1，該氣體1可能是NH₃，則試樣中含有NH₄⁺，物質(zhì)的量是0.01mol，向濾液中通入CO₂，得到溶液2、沉淀2，溶液2中加入Al，3NO₃^-+8Al+5OH^-+2H₂O=3NH₃+8AlO₂^-，生成氣體2，該氣體是NH₃，根據(jù)已知條件知，溶液2中含有NO₃^-，根據(jù)元素守恒知，原溶液中含有NO₃^-，氨氣的物質(zhì)的量是0.2mol，含有硝酸根離子是0.2mol，濾液1中通入CO₂，得到沉淀2，向沉淀2中加入酸，沉淀溶解并放出氣體，說明沉淀2是碳酸鋇等難溶性碳酸鹽；沉淀1加入酸后，沉淀部分溶解，硫酸鋇不溶于酸，說明原來溶液中含有SO₄^2-，能和過量Ba（OH）₂反應(yīng)生成能溶于酸的沉淀，根據(jù)離子知，該沉淀為Mg（OH）₂，氫氧化鎂和硫酸鋇一共是4.65g，硫酸鋇沉淀是2.33g，即0.1mol，所以氫氧化鎂是2.32g，物質(zhì)的量是所以溶液中含有Mg ²⁺0.04mol，據(jù)以上分析可知溶液中含有NH₄⁺、Mg²⁺、SO₄^2-和NO₃^-，根據(jù)電荷守恒，得到陽離子電荷數(shù)之和：0.01mol+0.04mol×2=0.09mol，陰離子電荷物質(zhì)的量之和：0.01mol×2+0.02mol=0.04mol，一定含有氯離子，
A、沉淀2為碳酸鋇等難溶性碳酸鹽，故A錯誤；
B、根據(jù)電荷守恒，得到陽離子電荷數(shù)之和：0.01mol+0.04mol×2=0.09mol，陰離子電荷物質(zhì)的量之和：0.01mol×2+0.02mol=0.04mol，一定含有氯離子Cl^-，且c（Cl?）≥0.05mol，故B正確；
C、根據(jù)以上分析可知溶液中含有NH₄⁺、Mg²⁺、SO₄^2-和NO₃^-，根據(jù)實驗操作不能確定是否含有Al³⁺，即試樣中可能含有Al³⁺，故C錯誤；
D．根據(jù)實驗無法確定是否含有Na⁺、Al³⁺，所以溶液中可能含有Na⁺、Al³⁺，故D錯誤．
故選B．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)的推斷，明確物質(zhì)的性質(zhì)及特殊反應(yīng)現(xiàn)象是解本題關(guān)鍵，根據(jù)物質(zhì)的溶解性、物質(zhì)的性質(zhì)及題給信息來分析解答，題目難度中等．