Question

1．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^-、Ca²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，現(xiàn)取三份100mL溶液進行如下實驗：
第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生；
第二份加入足量NaOH溶液加熱后，收集到0.08mol氣體；
第三份加入足量BaCl₂溶液后，得到干燥沉淀12.54g，經足量的鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質量為4.66g．
根據上述實驗，回答以下問題：
（1）由第一份進行的實驗推斷該混合物是否一定含有Cl^-否，
（2）由第二份進行的實驗可知混合物中應含NH₄⁺離子，其物質的量濃度為0.8 mol/L．
（3）由第三份進行的實驗可知12.54g 沉淀的成份為BaCO₃ BaSO₄．
（4）綜合上述實驗，你認為以下結論正確的是A
A．該混合物中一定含有K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含有Cl^-，且n（K⁺）≥0.04mol
B．該混合物中一定含有NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含有Ca²⁺、K⁺、Cl^-
C．該混合物中一定含有NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含有K⁺、Cl^-
D．該混合物中一定含有NH₄⁺、SO₄^2-，可能含有Ca²⁺、K⁺、Cl^-．

Answer 1

分析 根據題意分析，第一份溶液加入AgNO₃溶液有沉淀產生，推得可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-．
第二份溶液加足量NaOH溶液加熱后收集到0.08mol氣體，推得一定含有NH₄⁺，而且NH₄⁺為0.08mol；
第三份加入足量BaCl₂ 溶液后，得到干燥沉淀12.54g，經足量的鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質量為4.66g，說明沉淀為BaCO₃、BaSO₄，BaSO₄難溶于酸，則4.66g為BaSO₄的質量，其物質的量為$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，BaCO₃的質量為12.54g-4.66g=7.88g，其物質的量為$\frac{7.88g}{197g/mol}$=0.04mol，則經過計算、推得一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在Ca²⁺、Ba²⁺；根據溶液中陰陽離子的電荷守恒，即可推出K⁺一定存在．

解答 解：第一份溶液加入AgNO₃溶液有沉淀產生，推得可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-．
第二份溶液加足量NaOH溶液加熱后收集到0.08mol氣體，推得一定含有NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺，而且NH₄⁺為0.08mol；
第三份加入足量BaCl₂ 溶液后，得到干燥沉淀12.54g，經足量的鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質量為4.66g，說明沉淀為BaCO₃、BaSO₄，BaSO₄難溶于酸，則4.66g為BaSO₄的質量，其物質的量為$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，BaCO₃的質量為12.54g-4.66g=7.88g，其物質的量為$\frac{7.88g}{197g/mol}$=0.04mol，則經過計算、推得一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在Ca²⁺、Ba²⁺；由上述分析可得，溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺，一定不存在Ca²⁺、Ba²⁺．而CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺物質的量分別為0.04mol、0.02mol、0.08mol，CO₃^2-、SO₄^2-所帶負電荷總共為0.04mol×2+0.02mol×2=0.12mol，NH₄⁺所帶正電荷為0.08mol，根據溶液中電荷守恒，可知K⁺一定存在，可能含有Cl^-；
（1）由第一份進行的實驗推得可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，不一定含有Cl^-，故答案為：否；
（2）由第二份進行的實驗可知混合物中應含NH₄⁺離子，其物質的量濃度為c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.08mol}{0.1L}$=0.8mol/L；
故答案為：NH₄⁺；0.8 mol/L；
（3）由第三份進行的實驗可知12.54g 沉淀的成份為BaCO₃ BaSO₄；故答案為：BaCO₃ BaSO₄；．
（4）A．該混合物中一定含有K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含有Cl^-，且n（K+）≥0.04mol，故A正確；
B．該混合物中一定含有NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定不含有Ca²⁺，故B錯誤；
C．該混合物中一定含有NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定含有K⁺，可能含有Cl^-，故C錯誤；
D．該混合物中一定含有NH₄⁺、SO₄^2-，一定不含有Ca²⁺，一定含有K⁺，可能含有Cl^-，故D錯誤．
故答案為：A．

點評 本題考查離子的檢驗，采用定性實驗和定量計算分析相結合的模式，增大了解題難度，同時涉及離子共存、離子反應等都是解題需注意的信息，尤其是K⁺的確定易出現(xiàn)失誤，題目難度中等．