Question

今有一混合物的水溶液，含有以下离子中的若干种：Na⁺、NH⁺₄、Cl^-、Ba²⁺、HCO₃^-、SO₄^2-，现取三份100mL该溶液进行如下实验：
（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，收集到标准状况下的气体448mL
（3）第三份加足量Ba（OH）₂溶液，得沉淀4.30g，再用足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g．根据上述实验，下列推测正确的是（　　）

• A、Na⁺一定存在
• B、100mL该溶液中含0.1mol HCO^-₃
• C、Ba²⁺一定存在
• D、Cl^-一定不存在

Answer 1

分析：1、根据题意分析，第一份溶液加入AgNO₃溶液有沉淀产生，推得可能含有Cl^-、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⁺，第三份溶液利用发生的离子反应，经过计算、推得一定存在HCO₃^-、SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺；2、根据溶液中阴阳离子的电荷守恒，即可推出Na⁺一定存在，由Na⁺物质的量的变化分析Cl^-的情况．

解答：解：根据题意，Ba²⁺和SO₄2-，可发生离子反应生成BaSO₄沉淀，因此两者不能大量共存．Ba²⁺和CO₃^2-可发生离子反应生成BaCO₃沉淀，因此两者也不能大量共存．第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生，可能发生Cl^-+Ag⁺═AgCl↓、SO₄^2-+2Ag⁺═Ag₂SO₄↓，所以可能含有Cl^-、SO₄^2-．第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体448mL，即0.02mol，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0.02mol，可得NH₄⁺也为0.02mol．第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀4.30g，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HCO₃^-+Ba²⁺+OH^-═BaCO₃↓+H₂O、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HCO^-、SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺．由条件可知BaSO₄为2.33g，物质的量为0.01mol，BaCO₃为4.30g-2.33g═1.97g，物质的量为0.01mol，根据原子守恒，所以100mL该溶液中含0.1mol HCO₃^-，则HCO₃^2-物质的量为0.01mol，物质的量浓度为0.1mol/L，由上述分析可得，溶液中一定存在HCO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺，其物质的量分别为：0.01mol、0.01mol、0.02mol，根据溶液中电荷守恒，可知Na⁺一定存在，Na⁺物质的量≥0.01mol，当K+物质的量＞0.01mol时，溶液中还必须含有Cl^-，反之，则不存在，
A、根据电荷守恒，钠离子一定存在，故A正确；
B、100mL该溶液中含0.01mol的碳酸氢根离子，故B错误；
C、钡离子一定不存在，故C错误；
D、不能确定氯离子是否存在，故D错误．
故选A．

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，尤其是钠离子的确定易出现失误．