Question

有一混合物水溶液，可能含有以下離子中的若干種：K⁺、NH

+ 4

、Cl^-、Mg²⁺、Fe³⁺、CO

2- 3

、SO

2- 4

，現(xiàn)各取100mL溶液三份進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）向第一份加入AgNO₃溶液，有白色沉淀產(chǎn)生；
（2）向第二份加入足量NaOH溶液后加熱，收集氣體0.896L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）；
（3）向第三份加入足量的BaCl₂溶液，得到沉淀6.27g，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌后，剩余2.33g．
試回答下列問題：（1）肯定存在的離子有

 

，肯定不存在的離子

 

可能存在的離子是

 

，
（2）試分別確定肯定存在的陽(yáng)離子在原溶液中各自的物質(zhì)的量濃度．
（3）寫出（3）步驟中反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式．

Answer 1

考點(diǎn)：常見陽(yáng)離子的檢驗(yàn),常見陰離子的檢驗(yàn)

專題：物質(zhì)檢驗(yàn)鑒別題

分析：①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生．說(shuō)明可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.896L（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），證明一定含有NH₄⁺；生成的氣體為氨氣物質(zhì)的量=

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol；
③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．證明原溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-；生成沉淀BaSO₄物質(zhì)的量=

2.33g

233g/mol

=0.01mol；生成的沉淀BaCO₃物質(zhì)的量=

6.27g-2.33g

197g/mol

=0.02mol；依據(jù)離子共存可知溶液中一定不含Mg²⁺、Fe³⁺，根據(jù)電荷守恒，存在K⁺，Cl^-不能確定．

解答： 解：依據(jù)題干信息分析：①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生．說(shuō)明可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.896L（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），證明一定含有NH₄⁺；生成的氣體為氨氣物質(zhì)的量=

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol；
③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．證明原溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-；生成沉淀BaSO₄物質(zhì)的量=

2.33g

233g/mol

=0.01mol；生成的沉淀BaCO₃物質(zhì)的量=

6.27g-2.33g

197g/mol

=0.02mol；依據(jù)離子共存可知溶液中一定不含Mg²⁺、Fe³⁺．
（1）根據(jù)以上推斷，一定含有CO₃^2-、SO₄^2-；NH₄⁺，一定不含Mg²⁺、Fe³⁺．
正電荷=0.04mol，負(fù)電荷=0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，所以一定含有另一種陽(yáng)離子K⁺；氯離子可能含有；
故答案為：NH

+ 4

、CO

2- 3

、SO

2- 4

、K⁺，Mg²⁺、Fe³⁺，Cl^-；
（2）原溶液中，肯定存在的各離子的物質(zhì)的量濃度分別為：C（CO₃^2-）=

0.02mol

0.1L

0.01mol

0.1L

=0.2mol/L；
C（SO₄^2- ）=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L；C（NH₄⁺）=

0.04mol

0.1L

=0.4mol/L；依據(jù)溶液中電荷守恒得到：C（K⁺）+C（NH₄⁺）=2C（SO₄^2-）+2C（CO₃^2-）；C（K⁺）=0.2mol/L，若溶液中含有氯離子，則C（K⁺）＞0.2mol/L；
答：c（NH

+ 4

）=0.4 mol?L^-1　c（K⁺）≥0.2 mol?L^-1；
（3）實(shí)驗(yàn)（3）是鋇離子與碳酸根離子反應(yīng)生成碳酸鋇，鋇離子和硫酸根離子生成硫酸鋇，碳酸鋇與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)的離子方程式為：
Ba²⁺+CO₃^2-═BaCO₃↓，Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓，BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+CO₂↑+H₂O，
答：反應(yīng)（3）離子方程式為：Ba²⁺+CO₃^2-═BaCO₃↓，Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓，BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+CO₂↑+H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了常見離子檢驗(yàn)方法的應(yīng)用，離子物質(zhì)的量的簡(jiǎn)單計(jì)算，溶液中電荷守恒的應(yīng)用，性質(zhì)和反應(yīng)現(xiàn)象是判斷的依據(jù)，溶液電中性是判斷離子存在的關(guān)鍵．