Question

某無色水溶液可能含有以下離子中的若干種：NH₄⁺、Cl^-、Fe²⁺、Ba²⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，現取三份100mL 的該溶液進行如下實驗：①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生；②第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol； ③第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀6.27g，用足量鹽酸洗滌、干燥后，剩余沉淀質量為2.33g．根據上述實驗結果推測以下說法不正確的是（　　）

• A、Cl^-可能存在
• B、Ba²⁺一定不存在
• C、K⁺一定存在
• D、溶液中CO₃^2-濃度為0.1 mol/L

Answer 1

分析：無色溶液中一定不存在有色的離子：Fe²⁺，
①加入AgNO₃溶液有沉淀產生，說明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②加入氫氧化鈉產生氣體，該0.04mol氣體為氨氣，說明溶液中一定含有NH₄⁺，且物質的量為0.04mol；
③2.33g為硫酸鋇沉淀，其物質的量為0.01mol，6.27g為硫酸鋇和碳酸鋇，據此可以計算出碳酸鋇的物質的量；
再根據電荷守恒，得出一定存在鉀離子，據此進行判斷．

解答：解：無色溶液中一定不存在有色的離子：Fe²⁺，
①與AgNO₃溶液有沉淀產生的離子有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②加足量NaOH溶液加熱產生氣體，氣體是氨氣，故一定有銨離子0.04mol；
③不溶于鹽酸的2.33g沉淀為硫酸鋇，硫酸鋇的物質的量是：

2.33g

233g/mol

=0.01mol；6.27g沉淀是硫酸鋇和碳酸鋇，碳酸鋇質量為：6.27g-2.33g=3.94g，碳酸鋇物質的量為：

3.94g

197g/mol

=0.02mol，所以原溶液中一定存在：CO₃^2-、SO₄^2-，因而一定沒不含Ba²⁺；
c（CO₃^2-）=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L，再根據電荷守恒，正電荷為：n（+）=n（NH₄⁺）=0.04mol；c（-）=2c（CO₃^2-）+2x（SO₄^2-）=0.06mol，故一定有K⁺，至少0.02mol；
根據以上分析可知：原溶液中一定存在的離子有NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定沒有的離子Fe²⁺、Ba²⁺，可能存在Cl^-，所以ABC正確；
由于鉀離子濃度為0.2mol/L，所以D錯誤，
故選D．

點評：本題考查離子的檢驗，采用定性實驗和定量計算分析相結合的模式，增大了解題難度，同時涉及離子共存、離子反應等都是解題需注意的信息，尤其是K⁺的確定易出現失誤．