题目内容

有一混合溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-，现取三份100mL溶液进行如下实验：
（1）向第一份溶液中加入AgNO₃溶液时有沉淀产生；
（2）向第二份溶液中加入足量NaOH溶液并加热后，收集到气体0.06mol；
（3）向第三份溶液中加入足量BaCl₂溶液后，所得沉淀经洗涤干燥、称量为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．100ml溶液中含0.01molCO32-

C．Cl^-可能存在

D．Ba²⁺一定不存在，Mg²⁺可能存在

分析：第一份溶液加入AgNO₃溶液有沉淀产生，推得可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
第二份溶液加足量NaOH溶液加热后收集到气体，推得一定含有NH₄⁺；
第三份溶液加入足量BaCl₂，生成的沉淀部分溶于盐酸，部分不溶，推得一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，则一定不存在Ba²⁺、Mg²⁺；
计算确定的离子的物质的量，根据溶液中阴阳离子的电荷守恒，推断溶液是否存在K⁺、Cl^-的情况．

解答：解：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↓，所以可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.06mol，能和NaOH溶液加热产生气体的只能是NH₄⁺，根据反应NH₄⁺+OH^-

△

NH₃↑+H₂O，产生NH₃为0.06mol，可得NH₄⁺也为0.06mol；
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↓，因此溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺、Mg²⁺，
由条件可知BaSO₄为2.33g，物质的量为

2.33g

233g/mol

=0.01mol，故SO₄^2-的物质的量为0.01mol，BaCO₃为6.27g-2.33g═3.94g，物质的量为

3.94g

197g/mol

=0.02mol，则CO₃^2-物质的量为0.02mol，
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、0.06mol，
A．CO₃^2-、SO₄^2-所带负电荷为0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，NH₄⁺所带正电荷为0.06mol，根据溶液中电荷守恒，可知K⁺不一定存在，故A错误；
B．由上述分析可得，100mL溶液中CO₃^2-物质的量为0.02mol，故B错误；
C．CO₃^2-、SO₄^2-所带负电荷为0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，NH₄⁺所带正电荷为0.06mol，根据溶液中电荷守恒，可知Cl^-、K⁺可能按1：1存在，故C正确；
D．由上述分析可知，溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺、Ba²⁺，故D错误；
故选C．

点评：本题采用定性实验和定量计算相结合考查离子共存与检验，题目难度较大，注意根据电荷守恒判断是否存在K⁺、Cl^-的情况．