Question

5．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⁺、Ca²⁺、Ba²⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-．現(xiàn)取三份各100mL溶液進行如下實驗：
第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生；
第二份加入足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol；
第三份加入足量BaCl₂ 溶液后，得沉淀6.27g，經(jīng)足量鹽酸洗滌后剩余沉淀質(zhì)量為2.33g．
根據(jù)上述實驗，以下推測正確的是（　�。�

• A． K⁺一定存在，且c（K⁺）≥0.02mol•L^-1
• B． 100mL溶液中含CO₃^2-0.0lmol
• C． K⁺不一定存在
• D． Cl^-一定存在

Answer 1

分析 Ca²⁺、Ba²⁺和SO₄^2-可發(fā)生離子反應(yīng)生成沉淀，不能共存；Ca²⁺、Ba²⁺和CO₃^2-可發(fā)生離子反應(yīng)生成沉淀，不能共存．
第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，可能發(fā)生Cl^-+Ag⁺═AgCl↓、CO₃^2-+2Ag⁺═Ag₂CO₃↓、SO₄^2-+2Ag⁺═Ag₂SO₄↓，所以可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-．
第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol，能和NaOH溶液加熱產(chǎn)生氣體的只能是NH₄⁺，而沒有沉淀產(chǎn)生說明一定不存在Mg²⁺．故可確定一定含有NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺．根據(jù)反應(yīng)NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，產(chǎn)生NH₃為0.04mol，可得NH₄⁺也為0.04mol．
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．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(yīng)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Ca²⁺、Ba²⁺．
由條件可知BaSO₄為2.33g，物質(zhì)的量為$\frac{2.33g}{233g/mol}$═0.01mol，
BaCO₃為6.27g-2.33g═3.94g，物質(zhì)的量為$\frac{3.94g}{197g/mol}$═0.02mol，
則CO₃^2-物質(zhì)的量為0.02mol，CO₃^2-物質(zhì)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Ca²⁺、Ba²⁺，結(jié)合電荷守恒解答該題．

解答 解：由以上分析可知溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺、Ba²⁺，不能確定是否存在K⁺、Cl^-，
A．CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺物質(zhì)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(jù)溶液中電荷守恒，可知K⁺一定存在，且c（K⁺）≥$\frac{0.06mol-0.04mol}{0.1L}$=0.02mol•L^-1，故A正確；
B．由上述分析可得，CO₃^2-物質(zhì)的量為0.02mol，故B錯誤；
C．由選項A可知，K⁺一定存在，故C錯誤；
D．CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺物質(zhì)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(jù)溶液中電荷守恒，可知K⁺一定存在，且K⁺物質(zhì)的量≥0.02mol，當K⁺物質(zhì)的量＞0.02mol時，溶液中還存在Cl^-，即不一定存在Cl^-，故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查常見離子的推斷，為高頻考點，把握離子反應(yīng)、物質(zhì)的量計算、電荷守恒為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實驗能力的考查，注意鉀離子的確定方法，題目難度不大．