Question

20．某溶液中，可能含有以下离子中的若干种：Cl^-，Mg²⁺，Ba²⁺，CO₃^2-，SO₄^2-，Na⁺现取相同质量的两份各加100mL溶液进行如下实验：
第一份加入硝酸银溶液有沉淀
第二份加入足量的氯化钡溶液，得沉淀物8.6g，经足量硝酸洗涤干燥后，沉淀质量为4.66g，在所得滤液中加入硝酸银溶液有沉淀生成．根据上述实验判断：
（1）肯定存在的离子有Na⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，肯定不存在的离子有Mg²⁺、Ba²⁺，可能存在的离子有Cl^-．写出8.6g沉淀物被硝酸溶解时发生的离子方程式BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+H₂O+CO₂↑．
（2）100mL溶液中Na⁺的物质的量为≥0.08mol．

Answer 1

分析 ①加入AgNO₃溶液有沉淀产生，说明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②4.66g为硫酸钡沉淀，其物质的量为0.02mol，8.6g为硫酸钡和碳酸钡，据此可以计算出碳酸钡的物质的量；
再根据电荷守恒，得出一定存在钠离子，据此进行判断．

解答 解：①与AgNO₃溶液有沉淀产生的离子有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②不溶于硝酸的4.66g沉淀为硫酸钡，硫酸钡的物质的量是：$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol；8.6g沉淀是硫酸钡和碳酸钡，碳酸钡质量为：8.6g-4.66g=3.94g，碳酸钡物质的量为：$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol，所以原溶液中一定存在：CO₃^2-、SO₄^2-，因而一定没不含Ba²⁺和Mg²⁺，由溶液电中性原则可知，一定存在Na⁺，
c（CO₃^2-）=c（SO₄^2-）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，再根据电荷守恒，正电荷为：n（+）=n（Na⁺）=0.08mol；
（1）根据以上分析可知：原溶液中一定存在的离子有Na⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定没有的离子Mg²⁺、Ba²⁺，可能存在Cl^-，碳酸钡与硝酸反应生成硝酸钡、二氧化碳气体和水，离子反应方程式为：BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+H₂O+CO₂↑，故答案为：Na⁺、CO₃^2-、SO₄^2-；Mg²⁺、Ba²⁺；Cl^-；BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
（2）n（Na⁺）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）=0.02×2+0.02×2=0.08mol，若存在氯离子，那么钠离子＞0.08mol，故答案为：≥0.08．

点评 本题考查离子的检验，采用定性实验和定量计算分析相结合的模式，增大了解题难度，同时涉及离子共存、离子反应等都是解题需注意的信息，尤其是K⁺的确定易出现失误．