题目内容

有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K⁺、NH₄⁺、Cl^-、Mg²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，现取三份100.00ml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0.896L（标准状态下）．
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．根据实验回答下列问题：
（1）判断K⁺、Cl^-是否存在？K⁺，Cl^-（填下列序号）
A．一定存在　　　　 B．可能存在　　　　　 C．一定不存在
（2）原溶液中，肯定存在的各离子的物质的量浓度分别为多少？

解：依据题干信息分析：①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生．说明含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.896L（标准状态下），证明一定含有NH₄⁺；生成的气体为氨气物质的量= $\text{[math]}$ =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．证明原溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-；生成沉淀BaSO₄物质的量= $\text{[math]}$ =0.01mol；生成的沉淀BaCO₃物质的量= $\text{[math]}$ =0.02mol；依据离子共存可知溶液中一定不含Mg²⁺；K⁺、Cl^-不能确定；
（1）依据溶液中电荷守恒计算：一定含有CO₃^2-、SO₄^2-；NH₄⁺；正电荷=0.04mol，负电荷=0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，所以一定含有另一种阳离子K⁺；氯离子可能含有；
故答案为：A；B；
（2）原溶液中，肯定存在的各离子的物质的量浓度分别为：C（CO₃^2-）= $\text{[math]}$ =0.2mol/L；C（SO₄^2-）= $\text{[math]}$ =0.1mol/L；C（NH₄⁺）= $\text{[math]}$ =0.4mol/L；依据溶液中电荷守恒得到：C（K⁺）+C（NH₄⁺）=2C（SO₄^2-）+2C（CO₃^2-）；C（K⁺）=0.2mol/L，若溶液中含有氯离子，则C（K⁺）＞0.2mol/L；
故答案为：：C（CO₃^2-）=0.2mol/L；C（SO₄^2-）=0.1mol/L；C（NH₄⁺）=0.4mol/L；C（K⁺）≥0.2mol/L；
分析：①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生．说明含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.896L（标准状态下），证明一定含有NH₄⁺；生成的气体为氨气物质的量= $\text{[math]}$ =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．证明原溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-；生成沉淀BaSO₄物质的量= $\text{[math]}$ =0.01mol；生成的沉淀BaCO₃物质的量= $\text{[math]}$ =0.02mol；依据离子共存可知溶液中一定不含Mg²⁺；K⁺、Cl^-不能确定；
点评：本题考查了常见离子检验方法的应用，离子物质的量的简单计算，溶液中电荷守恒的应用，性质和反应现象是判断的依据，溶液电中性是判断离子存在的关键．