Question

某溶液，只可能含有以下離子中的若干種：H⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、NO₂^-、CO₃^2-、NO₃^-，現(xiàn)取兩份200mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：（已知HNO₂不穩(wěn)定極易分解2HNO₂=H₂O+NO₂↑+NO↑）
①第一份加足量AgNO₃溶液后，有11.68g白色沉淀產(chǎn)生，沉淀中加入足量稀鹽酸充分反應(yīng)，有棕色氣體產(chǎn)生，沉淀顏色不變，但是質(zhì)量減少0.2g；
②將產(chǎn)生的氣體全部通入過量的澄清石灰水，又得到白色沉淀2.0g，該沉淀能溶于稀鹽酸產(chǎn)生無色氣體；
③第二份加入過量濃NaOH溶液，加熱使產(chǎn)生的氣體全部放出，用100mL0.5mol?L^-1的稀硫酸恰好完全吸收，酸也不剩余．根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，以下推測(cè)不正確的是（　　）

• A、原溶液一定不存在較大濃度的H⁺、Mg²⁺
• B、原溶液確定含NH₄⁺、NO₂^-、CO₃^2-，且物質(zhì)的量之比為5：2：1
• C、不能確定原溶液是否含有K⁺、NO₃^-
• D、實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的棕色氣體遇空氣顏色會(huì)加深

Answer 1

考點(diǎn)：常見陽離子的檢驗(yàn),常見陰離子的檢驗(yàn)

專題：物質(zhì)檢驗(yàn)鑒別題

分析：①第一份加足量AgNO₃溶液后，有11.68g白色沉淀產(chǎn)生，沉淀中加入足量稀鹽酸充分反應(yīng)，有棕色氣體產(chǎn)生，沉淀顏色不變，但是質(zhì)量減少0.2g，這說明該白色沉淀中一定含有亞硝酸銀，亞硝酸銀與鹽酸反應(yīng)生成氯化銀與亞硝酸，亞硝酸不穩(wěn)定分解生成NO、NO₂和水，所以原溶液中一定含有NO₂^-，則氫離子一定不能大量共存；
②將產(chǎn)生的氣體全部通入過量的澄清石灰水，又得到白色沉淀2.0g，該沉淀能溶于稀鹽酸產(chǎn)生無色氣體，則該白色沉淀應(yīng)該是碳酸鈣，物質(zhì)的量是：

2g

100g/mol

=0.02mol，所以氣體中含有CO₂，這說明反應(yīng)①中生成的白色沉淀一定有碳酸銀，則原溶液中一定含有CO₃^2-，因此Mg²⁺就一定不能大量共存；
根據(jù)碳原子守恒，CO₃^2-的物質(zhì)的量是0.02mol，則碳酸銀沉淀的質(zhì)量為：276g/mol×0.02mol=5.52g，
11.68g沉淀中亞硝酸銀沉淀的質(zhì)量為：m（AgNO₂）=11.68 g-5.52 g=6.16 g，則原溶液中NO₂^-的物質(zhì)的量是：n（NO₂^-）=n（AgNO₂）=

6.16g

154g/mol

=0.04mol；
③第二份加入過量濃NaOH溶液，加熱使產(chǎn)生的氣體全部放出，該氣體一定是氨氣，因此原溶液中含有NH₄⁺；用100mL0.5mol?L^-1的硫酸溶液恰好完全吸收，酸也不剩余，硫酸的物質(zhì)的量是：0.5mol/L×0.1L=0.05mol，則氨氣的物質(zhì)的量為：0.05mol×2=0.1mol，則原溶液中NH₄⁺的物質(zhì)的量是0.1mol，所以原溶液確定含NH₄⁺、NO₂^-、CO₃^2-，且物質(zhì)的量之比為5：2：1；
根據(jù)電荷守恒可知，原溶液中一定還含有NO₃^-，但K⁺不能確定；
實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的棕色氣體中含有NO，遇空氣生成紅棕色NO₂，所以顏色會(huì)加深．

解答： 解：根據(jù)①可知，該白色沉淀中一定含有亞硝酸銀，亞硝酸銀與鹽酸反應(yīng)生成氯化銀與亞硝酸，亞硝酸不穩(wěn)定分解生成NO、NO₂和水，所以原溶液中一定含有NO₂^-，則氫離子一定不能大量共存；
根據(jù)②可知，該白色沉淀應(yīng)該是碳酸鈣，物質(zhì)的量是：

2g

100g/mol

=0.02mol，所以氣體中含有CO₂，這說明反應(yīng)①中生成的白色沉淀一定有碳酸銀，則原溶液中一定含有CO₃^2-，因此Mg²⁺就一定不能大量共存；
由碳原子守恒，CO₃^2-的物質(zhì)的量是0.02mol，則碳酸銀沉淀的質(zhì)量為：276g/mol×0.02mol=5.52g，
11.68 g沉淀中亞硝酸銀沉淀的質(zhì)量為：m（AgNO₂）=11.68 g-5.52 g=6.16 g，則原溶液中NO₂^-的物質(zhì)的量是：n（NO₂^-）=n（AgNO₂）=

6.16g

154g/mol

=0.04mol；
③第二份加入過量濃NaOH溶液，加熱使產(chǎn)生的氣體全部放出，該氣體一定是氨氣，因此原溶液中含有NH₄⁺；用100mL0.5mol?L^-1的硫酸溶液恰好完全吸收，酸也不剩余，硫酸的物質(zhì)的量是：0.5mol/L×0.1L=0.05mol，則氨氣的物質(zhì)的量為：0.05mol×2=0.1mol，則原溶液中NH₄⁺的物質(zhì)的量是0.1mol，所以原溶液確定含NH₄⁺、NO₂^-、CO₃^2-，且物質(zhì)的量之比為5：2：1；
根據(jù)電荷守恒可知，原溶液中一定還含有NO₃^-，但K⁺不能確定，
A．根據(jù)實(shí)驗(yàn)①②可推知，溶液中含有CO₃^2-、NO₂^-，則一定不存在較大濃度的H⁺、Mg²⁺，故A正確；
B．根據(jù)實(shí)驗(yàn)③可知含有NH₄⁺，由H₂SO₄+2NH₃═（NH₄）₂SO₄得，n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-）=2×0.1 L×0.5 mol?L^-1=0.1 mol；11.68 g沉淀為Ag₂CO₃和AgNO₂的混合物，n（CO₃^2-）=n（CaCO₃）=

2g

100g/mol

=0.02mol，則m（Ag₂CO₃）=0.02 mol×276 g?mol^-1=5.52 g，m（AgNO₂）=11.68 g-5.52 g=6.16 g，n（NO₂^-）=n（AgNO₂）=

6.16g

154g/mol

=0.04mol，所以原溶液確定含NH₄⁺、NO₂^-、CO₃^2-，且物質(zhì)的量之比為：5：2：1，故B正確；
C．根據(jù)電荷守恒可知，溶液中一定有NO₃^-，不能確定是否含有K⁺，故C錯(cuò)誤；
D．產(chǎn)生的棕色氣體為NO、NO₂和CO₂的混合物，NO遇空氣會(huì)生成NO₂，顏色會(huì)加深，故D正確；
故選C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了離子檢驗(yàn)，題目難度中等，意在考查考生的計(jì)算能力和判斷能力，題干信息較多，涉及的知識(shí)點(diǎn)較全面，熟練掌握常見離子的性質(zhì)及檢驗(yàn)方法為解答關(guān)鍵．