Question

10．霧霾嚴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離子：Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-．某同學收集了該地區(qū)的霧霾，經必要的預處理后得試樣溶液，設計并完成了如圖實驗，已知：3NO₃^-+8Al+5OH^-+2H₂O$\stackrel{△}{→}$3NH₃↑+8AlO₂^-，根據以上的實驗操作與現象，該同學得出的結論正確的是（　�。�

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

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能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色，說明氣體1是NH₃，則試樣中含有NH₄⁺；
向濾液中通入CO₂，得到溶液2、沉淀2，溶液2中加入Al，生成氣體2，該氣體能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍色，說明含有氣體2是NH₃，根據已知條件知，溶液2中含有NO₃^-，根據元素守恒知，原溶液中含有NO₃^-；
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是離子與過量氫氧化鋇溶液反應生成的，該沉淀可能為氫氧化鎂或硫酸鋇，原溶液中至少含有Mg²⁺、SO₄^2-中的一種離子，
然后結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能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色，說明氣體1是NH₃，則試樣中含有NH₄⁺；
向濾液中通入CO₂，得到溶液2、沉淀2，溶液2中加入Al，生成氣體2，該氣體能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍色，說明含有氣體2是NH₃，根據已知條件知，溶液2中含有NO₃^-，根據元素守恒知，原溶液中含有NO₃^-；
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是離子與過量氫氧化鋇溶液反應生成的，該沉淀可能為氫氧化鎂或硫酸鋇，原溶液中至少含有Mg²⁺、SO₄^2-中的一種離子，
綜上所述：試樣溶液中一定含有NH₄⁺、NO₃^-，至少含有SO₄^2-、Mg²⁺中的一種離子，可能含有：Al³⁺、Na⁺、Cl^-，
A．通過以上分析知，試樣中肯定存在NH₄⁺、Mg²⁺，SO₄^2-和NO₃^-至少存在一種即可，故A錯誤；
B．通過以上分析知，試樣中不能確定是否含有Al³⁺，故B錯誤；
C．不能確定溶液中是否含有鎂離子，若不含鎂離子、鋁離子，則試樣與Na₂CO₃可以共存，故C錯誤；
D．根據以上分析知，試樣中肯定存在NH₄⁺、Mg²⁺，至少含有SO₄^2-和NO₃^-中一種離子，還可能存在Na⁺、Cl^-，所以該霧霾中可能存在NaNO₃、NH₄Cl和MgSO₄，故D正確；
故選D．

點評 本題考查了常見離子的性質及檢驗方法，題目難度中等，明確物質的性質及特殊反應現象是解本題關鍵，注意沒有給出沉淀1的更多信息，無法確定沉淀1的組成，為易錯點．