Question

【題目】今有一澄清溶液，只可能含有下表中的若干種離子(存在的離子均大量)：

陽離子	K＋、NH4+、H＋、Ba2＋
陰離子	Cl－、CO32-、SO42-、OH－

現取三份上述澄清溶液各100 mL，分別進行以下實驗：

①第一份加入AgNO3溶液有沉淀產生；

②第二份加入足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04 mol；

③第三份加入足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27 g，經足量鹽酸洗滌，干燥后，沉淀質量為2.33 g。

請回答下列問題：

（1）100 mL溶液中c(SO42-)＝________________。

（2）第二份加入NaOH溶液產生氣體的離子方程式___________________________。

（3）6.27 g沉淀的成分是______________ (用化學式表示)。

（4）上述澄清溶液中除SO42-以外，一定大量存在的離子是__________________。

Answer 1

【答案】 0.1 mol·L－1 NH4++OH- NH3↑+H2O BaSO4、BaCO3 CO32-、K+、NH4+

【解析】根據題意，Ba2+和SO42-，可發生離子反應生成BaSO4沉淀，因此兩者不能大量共存．Ba2+和CO32-可發生離子反應生成BaCO3沉淀，因此兩者也不能大量共存

第一份加入AgNO3溶液有沉淀產生，可能發生Cl-+Ag+═AgCl↓、CO32-+2Ag+═Ag2CO3↓、SO42-+2Ag+═Ag2SO4↓，所以可能含有Cl-、CO32-、SO42-

第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol，能和NaOH溶液加熱產生氣體的只能是NH4+，而沒有沉淀產生說明一定不存在Mg2+（Mg2+可以和OH-反應生產氫氧化鎂沉淀）．故可確定一定含有NH4+，一定不存在Mg2+

根據反應NH4++OH—NH3↑+H2O，產生NH3為0.04mol，可得NH4+也為0.04mol．

第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，經足量鹽酸洗滌．干燥后，沉淀質量為2.33g．部分沉淀溶于鹽酸為BaCO3，部分沉淀不溶于鹽酸為BaSO4，發生反應CO32-+Ba2+═BaCO3↓、SO42-+Ba2+═BaSO4↓

因為BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O而使BaCO3溶解．因此溶液中一定存在CO32-、SO42-，一定不存在Ba2+．

由條件可知BaSO4為2.33g，物質的量為2.33/233=0.01mol，BaCO3為6.27g-2.33g═3.94g，物質的量為3.94/197=0.02mol，則CO32-物質的量為0.02mol

由上述分析可得，溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，一定不存在Mg2+、Ba2+．而CO32-、SO42-、NH4+物質的量分別為0.02mol、0.01mol、0.04mol，CO32-、SO42-所帶負電荷分別為0.02mol×2、0.01mol×2，共0.06mol，NH4+所帶正電荷為0.04mol，根據溶液中電荷守恒，可知K+一定存在，K+物質的量≥0.02mol，當K+物質的量＞0.02mol時，溶液中還必須含有Cl—