Question

有一混合溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-，現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
（1）向第一份溶液中加入AgNO₃溶液時(shí)有沉淀產(chǎn)生；
（2）向第二份溶液中加入足量NaOH溶液并加熱后，收集到氣體0.06mol；
（3）向第三份溶液中加入足量BaCl₂溶液后，所得沉淀經(jīng)洗滌干燥、稱量為6.27g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量為2.33g．根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，以下推測(cè)正確的是（　　）

A．K⁺一定存在

B．100ml溶液中含0.01molCO32-

C．Cl^-可能存在

D．Ba²⁺一定不存在，Mg²⁺可能存在

Answer 1

分析：第一份溶液加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，推得可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
第二份溶液加足量NaOH溶液加熱后收集到氣體，推得一定含有NH₄⁺；
第三份溶液加入足量BaCl₂，生成的沉淀部分溶于鹽酸，部分不溶，推得一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，則一定不存在Ba²⁺、Mg²⁺；
計(jì)算確定的離子的物質(zhì)的量，根據(jù)溶液中陰陽(yáng)離子的電荷守恒，推斷溶液是否存在K⁺、Cl^-的情況．

解答：解：第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，可能發(fā)生Cl^-+Ag⁺═AgCl↓、CO₃^2-+2Ag⁺═Ag₂CO₃↓、SO₄^2-+2Ag⁺═Ag₂SO₄↓，所以可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.06mol，能和NaOH溶液加熱產(chǎn)生氣體的只能是NH₄⁺，根據(jù)反應(yīng)NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O，產(chǎn)生NH₃為0.06mol，可得NH₄⁺也為0.06mol；
第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀6.27g，經(jīng)足量鹽酸洗滌，干燥后，沉淀質(zhì)量為2.33g．部分沉淀溶于鹽酸，為BaCO₃，部分沉淀不溶于鹽酸，為BaSO₄，發(fā)生反應(yīng)CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，因此溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺、Mg²⁺，
由條件可知BaSO₄為2.33g，物質(zhì)的量為

2.33g

233g/mol

=0.01mol，故SO₄^2-的物質(zhì)的量為0.01mol，BaCO₃為6.27g-2.33g═3.94g，物質(zhì)的量為

3.94g

197g/mol

=0.02mol，則CO₃^2-物質(zhì)的量為0.02mol，
由上述分析可得，溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺、Ba²⁺，而CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺物質(zhì)的量分別為0.02mol、0.01mol、0.06mol，
A．CO₃^2-、SO₄^2-所帶負(fù)電荷為0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，NH₄⁺所帶正電荷為0.06mol，根據(jù)溶液中電荷守恒，可知K⁺不一定存在，故A錯(cuò)誤；
B．由上述分析可得，100mL溶液中CO₃^2-物質(zhì)的量為0.02mol，故B錯(cuò)誤；
C．CO₃^2-、SO₄^2-所帶負(fù)電荷為0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，NH₄⁺所帶正電荷為0.06mol，根據(jù)溶液中電荷守恒，可知Cl^-、K⁺可能按1：1存在，故C正確；
D．由上述分析可知，溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺、Ba²⁺，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng)：本題采用定性實(shí)驗(yàn)和定量計(jì)算相結(jié)合考查離子共存與檢驗(yàn)，題目難度較大，注意根據(jù)電荷守恒判斷是否存在K⁺、Cl^-的情況．