Question

3．某澄清溶液可能含有以下離子中的若干種：K⁺、Cl^-、NH₄⁺、Mg²⁺、CO₃^2-、Ba²⁺、SO₄^2-，現(xiàn)取3份100mL該溶液分別進(jìn)行如下實驗：

實驗序號	實驗內(nèi)容	實驗結(jié)果
1	加AgNO3溶液	有白色沉淀生成
2	加足量NaOH溶液并加熱	收集到氣體0.672L （已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）
3	加足量 BaCl2溶液時，對所得沉淀進(jìn)行洗滌、干燥、稱量；再向沉淀中加足量的稀鹽酸，然后干燥、稱量	第一次稱量讀數(shù)為4.3g， 第二次稱量讀數(shù)為2.33g

試回答下列問題：
（1）根據(jù)實驗判斷混合物中一定存在的離子是K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，無法確定的離子是Cl^-．
（2）寫出實驗2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．
（3）為了進(jìn)一步確定可能存在的離子，請設(shè)計可行的實驗方案：取少量待測液于試管中滴加稀硝酸酸化，再滴加硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明原溶液中含有Cl^-．

Answer 1

分析 ①加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，說明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②0.672L氣體為氨氣，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質(zhì)的量為$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol；
③2.33g沉淀為硫酸鋇，4.3g沉淀為硫酸鋇和碳酸鋇的混合物；
再根據(jù)電荷守恒，得出一定存在鉀離子，以此解答該題．

解答 解：①加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，說明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②0.672L氣體為氨氣，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質(zhì)的量為$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol；
③2.33g沉淀為硫酸鋇，4.3g沉淀為硫酸鋇和碳酸鋇的混合物，說明含有CO₃^2-、SO₄^2-，則一定不含有Mg²⁺、Ba²⁺，
（1）由以上分析，且據(jù)電荷守恒可知，正電荷為：n（+）=n（NH₄⁺）=0.03mol；n（-）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）=$\frac{4.3g-2.33g}{197g/mol}$×2+$\frac{2.33g}{233g/mol}$×2=0.04mol，正電荷總物質(zhì)的量小于負(fù)電荷，故原溶液中一定有K⁺，至少為0.01mol；不能確定是否存在Cl^-，
故答案為：K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-；Cl^-；
（2）實驗2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為NH₄⁺+OH^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，故答案為：NH₄⁺+OH^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
（3）檢驗是否含有Cl^-，可取少量待測液于試管中滴加稀硝酸酸化，再滴加硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明原溶液中含有Cl^-，
故答案為：取少量待測液于試管中滴加稀硝酸酸化，再滴加硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明原溶液中含有Cl^-．

點(diǎn)評 本題考查無機(jī)物的推斷，側(cè)重考查常見陰、陽離子的檢驗方法，題目難度中等，注意掌握常見離子的化學(xué)性質(zhì)及檢驗方法，本題中根據(jù)電荷守恒判斷鉀離子的存在為易錯點(diǎn)，做題時需要細(xì)致分析．