Question

14．今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：NH₄⁺、Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，现取三份100mL溶液进行如下实验：
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生；
②第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol
③第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g．
根据上述实验，以下推测正确的是（　　）

• A． K⁺一定存在
• B． 该溶液中含CO₃^2-离子的浓度为0.1 mol/L
• C． Cl^-一定存在
• D． Ba²⁺一定不存在，Mg²⁺可能存在

Answer 1

分析 ①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生，可能发生Cl^-+Ag⁺═AgCl↓、CO₃^2-+2Ag⁺═Ag₂CO₃↓、SO₄^2-+2Ag⁺═Ag₂SO₄↓，白色沉淀为AgCl或硫酸银、碳酸银，可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol，一定含NH₄⁺为0.04mol；
③第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g，部分沉淀溶于盐酸为BaCO₃，部分沉淀不溶于盐酸为BaSO₄，发生反应CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，因为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Ba²⁺，由条件可知BaSO₄为2.33g，物质的量为$\frac{2.33g}{233g/mol}$═0.01mol，BaCO₃为6.27g-2.33g═3.94g，物质的量为$\frac{3.94g}{197g/mol}$═0.02mol，则CO₃^2-物质的量为0.02mol，CO₃^2-物质的量浓度为$\frac{0.02mol}{0.1L}$═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Mg²⁺、Ba²⁺，而CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺物质的量分别为0.02mol、0.01mol、0.04mol，CO₃^2-、SO₄^2-所带负电荷分别为0.02mol×2、0.01mol×2，共0.06mol，NH₄⁺所带正电荷为0.04mol，根据溶液电荷守恒，可知K⁺一定存在，K⁺物质的量≥0.02mol，以此来解答．

解答 解：A．CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺物质的量分别为0.02mol、0.01mol、0.04mol，CO₃^2-、SO₄^2-所带负电荷分别为0.02mol×2、0.01mol×2，共0.06mol，NH₄⁺所带正电荷为0.04mol，根据溶液电荷守恒，可知K⁺一定存在，故A正确；
B．BaCO₃为6.27g-2.33g═3.94g，物质的量为$\frac{3.94g}{197g/mol}$═0.02mol，则CO₃^2-物质的量为0.02mol，CO₃^2-物质的量浓度为$\frac{0.02mol}{0.1L}$═0.2mol/L，故B错误；
C．K⁺物质的量为0.02mol时，溶液中不含Cl^-，故C错误；
D．一定不存在Mg²⁺、Ba²⁺，故D错误；
故选A．

点评 本题考查常见离子的检验，为高频考点，把握离子之间的反应、物质的量的计算、离子共存为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意电荷守恒的应用，题目难度不大．