Question

4．某溶液中只可能含有下列離子中的幾種：K⁺、NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺、CO₃^2-（不考慮溶液中少量的H⁺和OH^-），取200mL該溶液，分為兩等份進行下列實驗：
實驗1：第一份加入足量的燒堿并加熱，產生的氣體在標準狀況下為224mL；
實驗2：第二份先加入足量的鹽酸，無現(xiàn)象，再加入足量的BaCl₂溶液，得固體2.33g則：
（1）該溶液中肯定含有的離子K⁺、NH₄⁺ SO₄^2-、NH₄⁺
（2）該溶液中一定不含有的離子CO₃^2-
（3）該溶液中是否含有K⁺，是（填“是”或“否）；說明理由含有NH₄⁺，且物質的量為0.01mol，含有SO₄^2-，且物質的量為：n=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol；根據溶液中的電荷守恒，溶液呈電中性，則一定含有鉀離子；若存在其離子濃度范圍≥0.1mol/L．

Answer 1

分析 第一份加入足量的燒堿并加熱會產生在標準狀況下為224mL氣體證明含有NH₄⁺，且物質的量為0.01mol；
第二份先加入足量的鹽酸，無現(xiàn)象，則不含有CO₃^2-，再加足量的BaCl₂溶液，得固體2.33g，證明含有SO₄^2-．，且物質的量為0.01mol，根據溶液呈電中性原理，判斷是否含有NO₃^-，據此即可解答．

解答 解：第一份加入足量的燒堿并加熱，因NH₄⁺+OH^-═NH₃↑+H₂O，會產生標準狀況下為224mL氣體，證明含有NH₄⁺，且物質的量為0.01mol；
第二份先加入足量的鹽酸，無現(xiàn)象，則一定不含有CO₃^2-，再加足量的BaCl₂溶液，得固體2.33g，證明一定含有SO₄^2-，且物質的量為：n=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol；
根據溶液中的電荷守恒，溶液呈電中性，則一定含有鉀離子，且鉀離子的濃度≥$\frac{0.01mol×2-0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，所以該溶液中肯定含有NH₄⁺、S0₄^2-、K⁺；
如果K⁺的物質的量等于0.01mol，則不含NO₃^-，如果K⁺的物質的量大于0.01mol，則還應含有NO₃^-；分析可知一定含有鉀離子，肯定存在的離子有K⁺、NH₄⁺ SO₄^2-、NH₄⁺，CO₃^2-一定不存在，硝酸根離子可能存在，
（1）該溶液中肯定含有的離子是K⁺、NH₄⁺ SO₄^2-、NH₄⁺，故答案為：K⁺、NH₄⁺ SO₄^2-、NH₄⁺；
（2）該溶液中一定不含有的離子是CO₃^2-，故答案為：CO₃^2-；
（3）含有NH₄⁺，且物質的量為0.01mol，含有SO₄^2-，且物質的量為：n=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol；根據溶液中的電荷守恒，溶液呈電中性，則一定含有鉀離子，如果有硝酸根，那么就大于0.1mol/L，如果沒有硝酸根就剛好等于0.1mol/L，即鉀離子的濃度≥$\frac{0.01mol×2-0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，故答案為：是；含有NH₄⁺，且物質的量為0.01mol，含有SO₄^2-，且物質的量為：n=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol；根據溶液中的電荷守恒，溶液呈電中性，則一定含有鉀離子；≥0.1mol/L．

點評 本題考查了溶液中成分的鑒別，離子性質的分析判斷，依據物質的性質注意離子之間的反應以及現(xiàn)象是解答的關鍵，題目難度中等．