Question

9．某溶液中可能含有Na⁺、NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-、CO₃^2-，現進行如下實驗：
（1）取一定量的溶液于試管中，加入過量的Ba（NO₃）₂溶液有白色沉淀生成，過濾出的沉淀部分溶于稀HNO₃，并放出5.6L（標況下）無色無味的氣體，剩余沉淀4.66g．
（2）取部分濾液，加入過量的NaOH溶液并加熱，產生13.6g無色有刺激性氣味的氣體，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍．
（3）另取部分濾液，加入AgNO₃溶液，無明顯現象．
根據以上現象，試判斷：
①溶液中肯定存在的離子是CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺、NO₃^-；
②溶液中肯定不存在的離子是Cl^-；
③溶液中可能存在的離子是Na⁺； 
④寫出實驗（1）中沉淀部分溶于稀HNO₃并放出無色無味氣體的離子方程式：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑
⑤實驗（2）中產生氣體的離子方程式為NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．

Answer 1

分析 某溶液中可能含有Na⁺、NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-、CO₃^2-，
（1）取一定量的溶液于試管中，加入過量的Ba（NO₃）₂溶液有白色沉淀生成，過濾出的沉淀部分溶于稀HNO₃，說明原溶液中即有SO₄^2-還有CO₃^2-，硫酸鋇不溶于稀硝酸，碳酸鋇溶于稀硝酸，產生二氧化碳氣體5.6L（標況下），物質的量為0.25mol，根據原子守恒，原溶液中的CO₃^2-的物質的量為0.25mol；剩余沉淀是硫酸鋇，其質量4.66g，硫酸鋇的摩爾質量是233g/mol，則其物質的量為0.02mol，同理根據原子守恒可知原溶液中的SO₄^2-的物質的量為0.02mol；
（2）取部分濾液，加入過量的NaOH溶液并加熱，產生13.6g無色有刺激性氣味的氣體，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，產生的氣體是氨氣，13.6g氨氣的物質的量為0.8mol，根據原子守恒可知原溶液中NH₄⁺的物質的量為0.8mol；
（3）另取部分濾液，加入AgNO₃溶液，無明顯現象，證明原溶液中無氯離子．

解答 解：據上面分析得出原溶液中一定有的離子是：NH₄⁺、SO₄^2-、CO₃^2-，一定不含Cl^-，溶液中NH₄⁺有0.8mol，則陽離子所帶電荷有0.8mol，SO₄^2-有0.02mol，CO₃^2-有0.25mol，則陰離子所帶負電荷有0.04mol+0.5mol=0.54mol，根據電荷守恒說明溶液中必須還有其他陰離子，所以NO₃^-一定有，而Na⁺可能有，
①溶液中肯定存在的離子是CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺、NO₃^-，
故答案為：CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺、NO₃^-；
②溶液中肯定不存在的離子是Cl^-，
故答案為：Cl^-；
③溶液中可能存在的離子是Na⁺，
故答案為：Na⁺；
④實驗（1）中沉淀部分是碳酸鋇溶于稀HNO₃并放出無色無味氣體的離子方程式：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑，
故答案為：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
⑤實驗（2）中產生氣體的離子方程式為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．

點評 本題考查常見離子的檢驗，除定性實驗的判斷外，還有定量實驗的數據分析，注意電荷守恒的運用，屬于易錯題．