Question

14．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⁺、SO${\;}_{4}^{2-}$、CO₃^2-，現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行如下實驗：
a．第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生；
b．第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol；
c．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．根據(jù)上述實驗，回答下列問題
（1）該溶液中一定存在的離子是K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能存在的離子是Cl^-．
（2）求一定存在的離子中陽離子的濃度或濃度的取值范圍c（NH₄⁺）=0.4mol•L^-1；c（K⁺）≥0.2mol•L^-1．

Answer 1

分析 由I實驗可知，向第一份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，白色沉淀為AgCl或碳酸銀、硫酸銀；
由Ⅱ可知，向第二份溶液中加入足量NaOH 溶液后加熱，收集到0.896L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，氣體為氨氣，其物質(zhì)的量0.04mol，原溶液中一定含NH₄⁺；
由Ⅲ可知，向第三份溶液中加入足量BaCl₂溶液，得到沉淀6.27g，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌后剩余2.33g，則含SO₄^2-的物質(zhì)的量為$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，含CO₃^2-的物質(zhì)的量為$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol，結(jié)合離子共存、電荷守恒解答．

解答 解：由I實驗可知，向第一份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，白色沉淀為AgCl或碳酸銀、硫酸銀；
由Ⅱ可知，向第二份溶液中加入足量NaOH 溶液后加熱，收集到0.896L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，氣體為氨氣，其物質(zhì)的量為0.04mol，原溶液中一定含NH₄⁺，c（NH₄⁺）=$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol•L^-1，由Ⅲ可知，向第三份溶液中加入足量BaCl₂溶液，得到沉淀6.27g，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌后剩余2.33g，則含SO₄^2-的物質(zhì)的量為$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，含CO₃^2-的物質(zhì)的量為$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol，由離子共存可知，一定不存在Fe³⁺、Mg²⁺，由電荷守恒可知，0.01mol×2+0.02mol×2＞0.04mol，可知一定含陽離子K⁺，不能確定是否含Cl^-，
（1）由上述分析可知，一定存在K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺、Mg²⁺，可能存在的離子是Cl^-，故答案為：K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄²；Cl^-；
（2）由上述分析可知，原溶液中一定含NH₄⁺，c（NH₄⁺）=$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol•L^-1，可能存在Cl^-；由電荷守恒可知，沒有氯離子時，c（K⁺）=$\frac{0.02mol×2+0.02mol×2}{0.1L}$=0.2mool/L，若是含有氯離子，則c（K⁺）＞0.2 mol•L^-1，所以c（K⁺）≥0.2 mol•L^-1，故答案為：c（NH₄⁺）=0.4mol•L^-1；c（K⁺）≥0.2 mol•L^-1．

點評 本題考查物質(zhì)的檢驗及推斷，為高頻考點，把握現(xiàn)象與反應(yīng)、離子推斷的關(guān)系為解答的關(guān)鍵，實驗Ⅲ中白色沉淀為解答的突破口，側(cè)重分析與計算、推斷能力的考查，注意電荷守恒的應(yīng)用，題目難度中等．