Question

【題目】今有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32－、SO42－，現取三份100 mL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0．04 mol；

（3）第三份加足量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。根據上述實驗，以下推測正確的是

A．K+一定存在 B．100 mL溶液中含0．01 mol CO32－

C．Cl-一定不存在 D．Ba2+一定不存在，Mg2+可能存在

Answer 1

【答案】A

【解析】

試題分析：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=0．01mol，BaCO3為6．27g-2．33g═3．94g，物質的量為=0．02mol，則CO32-物質的量為0．02mol，CO32-物質的量濃度為=0．2mol/L，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，故A正確；由上述分析可得，BaCO3為6．27g-2．33g═3．94g，CO32-物質的量為0．02mol，故B錯誤；根據溶液中電荷守恒，可知K+一定存在，且K+物質的量≥0．02mol，當K+物質的量＞0．02mol時，溶液中還必須存在Cl-．因此當K+物質的量═0．02mol，溶液中不存在Cl-，當K+物質的量＞0．02mol時，溶液中一定存在Cl-，故C錯誤；溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，Ba2+和CO32-、SO42-可發生離子反應生成BaCO3↓、BaSO4↓而不共存，因此Ba2+一定不存在，同時第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體，沒有產生沉淀，說明一定不含Mg2+，故D錯誤；故選A。