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：NH₄⁺、Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，現取三份100mL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，經足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質量為2.33g．
根據上述實驗，以下推測正確的是（　�。�

• A． K⁺一定存在
• B． 該溶液中含CO₃^2-離子的濃度為0.1 mol/L
• C． Cl^-一定存在
• D． Ba²⁺一定不存在，Mg²⁺可能存在

Answer 1

分析 ①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生，可能發(fā)生Cl^-+Ag⁺═AgCl↓、CO₃^2-+2Ag⁺═Ag₂CO₃↓、SO₄^2-+2Ag⁺═Ag₂SO₄↓，白色沉淀為AgCl或硫酸銀、碳酸銀，可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol，一定含NH₄⁺為0.04mol；
③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(fā)生反應CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，因為BaCO₃+2HCl═BaCl₂+CO₂↑+H₂O而使BaCO₃溶解．因此溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺，由條件可知BaSO₄為2.33g，物質的量為$\frac{2.33g}{233g/mol}$═0.01mol，BaCO₃為6.27g-2.33g═3.94g，物質的量為$\frac{3.94g}{197g/mol}$═0.02mol，則CO₃^2-物質的量為0.02mol，CO₃^2-物質的量濃度為$\frac{0.02mol}{0.1L}$═0.2mol/L，由上述分析可得，溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺、Ba²⁺，而CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺物質的量分別為0.02mol、0.01mol、0.04mol，CO₃^2-、SO₄^2-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，根據溶液電荷守恒，可知K⁺一定存在，K⁺物質的量≥0.02mol，以此來解答．

解答 解：A．CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺物質的量分別為0.02mol、0.01mol、0.04mol，CO₃^2-、SO₄^2-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，根據溶液電荷守恒，可知K⁺一定存在，故A正確；
B．BaCO₃為6.27g-2.33g═3.94g，物質的量為$\frac{3.94g}{197g/mol}$═0.02mol，則CO₃^2-物質的量為0.02mol，CO₃^2-物質的量濃度為$\frac{0.02mol}{0.1L}$═0.2mol/L，故B錯誤；
C．K⁺物質的量為0.02mol時，溶液中不含Cl^-，故C錯誤；
D．一定不存在Mg²⁺、Ba²⁺，故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查常見離子的檢驗，為高頻考點，把握離子之間的反應、物質的量的計算、離子共存為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，注意電荷守恒的應用，題目難度不大．