Question

已知NH₄⁺ + OH^－ NH₃↑ + H₂O，NH₃能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。现某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种：Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Cl^－、SO₄^2－、CO₃^2－。为确认溶液组成进行如下实验：（1）取200 mL上述溶液，加入足量BaCl₂溶液，反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀4.30g，向沉淀中加入过量的盐酸，有2.33g沉淀不溶。（2）向（1）的滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体1.12L（已换算成标准状况，假定产生的气体全部逸出）。由此可以得出关于原溶液组成的正确结论是

A．一定存在SO42－、CO32－、NH4+，可能存在Na+、K+、Cl－

B．一定存在SO42－、CO32－、NH4+、Cl－，一定不存在Na+、K+

C．c(CO32－)="0.01" mol/L，c(NH4+)＞c(SO42－)

D．如果上述6种离子都存在，则c(Cl－)＞c(SO42－)

Answer 1

D

试题分析：取少量该溶液加入BaCl₂溶液有白色沉淀生成，再加入足量盐酸后，沉淀部分溶解，并有气体生成，说明白色沉淀为BaCO₃和BaSO₄，则溶液中含有CO₃^2-、SO₄^2-；向（1）的滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，说明溶液中有NH₄⁺；另取上述原溶液少量，滴加用硝酸酸化的硝酸银溶液，没有明显现象，说明溶液中没有Cl^-．故溶液中一定存在SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺，一定不存在Cl^-，可能存在Na⁺、K⁺。沉淀4.30g为BaCO₃和BaSO₄的总量，又向沉淀中加入过量的盐酸，有2.33g沉淀不溶，故BaSO₄的物质的量为(2.33g)/(233g/mol)="0.01mol," 则BaCO₃的的物质的量为0.01 mol，c(CO₃^2－)="0.01mol/0.2L=0.05" mol/L,又NH₄⁺ + OH^－ NH₃↑ + H₂O，且NH₃的物质的量为1.12L/(22.4L/mol)=0.05mol。则c(NH₄⁺)＞c(SO₄^2－)。如果上述6种离子都存在，则存在如下平衡：n(Na⁺)+ n(K⁺)+ n(NH₄⁺)= n(SO₄^2－) +n (CO₃^2－) +n (Cl^－)，即n(Na⁺)+ n(K⁺)+0.05mol=0.01mol+0.01mol+ n (Cl^－),故n (Cl^－)=0.03+ n(Na⁺)+ n(K⁺)﹥n(SO₄^2－)即c(Cl^－)＞c(SO₄^2－)。