Question

某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种：Cl^-、SO₄^2-、SO₃^2-、NH₄⁺、Na⁺．为确认溶液组成进行如下实验：
①100mL上述溶液，加入足量BaCl₂溶液，反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀4.50g．若向该沉淀中加入过量的盐酸，仍有2.33g沉淀不溶，同时产生能使湿润的品红试纸褪色的气体．
②向①的滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生能促使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体0.56L（已换算成标准状况，假定产生的气体全部逸出）．
试问答下列问题：
（1）原溶液中，c（SO₃^2-）=

0.1mol/L

，c（NH₄⁺）=

0.25mol/L

．
（2）上述实验过程中部分沉淀溶解于盐酸时反应的离子方程式为

BaSO₃+2H⁺=Ba²⁺+SO₂↑+H₂O

．
（3）根据

电荷守恒

原理，原溶液中还有

Na⁺

离子存在，其浓度的范围是

≥0.15mol/L

．

Answer 1

分析：根据实验①现象判断存在的离子，并通过方程式计算出其物质的量；
根据实验②现象判断存在的离子，并通过方程式计算出其物质的量；
（1）根据物质的量浓度公式来计算；
（2）根据亚硫酸钡与盐酸反应；
（3）根据电荷守恒；

解答：解：①加过量盐酸后不溶物是硫酸钡，溶解的是亚硫酸钡，说明溶液中含有：SO₄^2-、SO₃^2-，硫酸钡的物质的量为

2.33g

233g/mol

=0.01mol，根据SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，SO₄^2-的物质的量也为0.01mol，亚硫酸钡的物质的量为

(4.50-2.33)g

217g/mol

=0.01mol，根据反应SO₃^2-+Ba²⁺=BaSO₃↓，可得SO₃^2-的物质的量也为0.01mol；
②产生能促使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体为氨气，说明溶液中含有NH₄⁺，氨气的物质的量为

0.56L

22.4L/mol

=0.025mol，根据NH₄⁺+OH^-

加热  .

NH₃+H₂O，NH₄⁺的物质的量是0.025mol，
（1）SO₃^2-的物质的量浓度为c（SO₃^2-）=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L，NH₄⁺的物质的量浓度为c（NH₄⁺）=

0.025mol

0.1L

0.25 mol/L，故答案为：0.1mol/L；0.25 mol/L；
（2）亚硫酸钡与盐酸反应：BaSO₃+2HCl=BaCl₂+SO₂↑+H₂O，故答案为：BaSO₃+2H⁺=Ba²⁺+SO₂↑+H₂O；   
（3）0.025molNH₄⁺的物质的量是0.025mol，即带有0.025mol的正电荷；SO₄^2-和SO₃^2-各0.01mol，共带有0.04mol负电荷，根据电荷守恒，一定还含有阳离子Na⁺，因为溶液中可能含有Cl^-，Na⁺的物质的量为≥0.04mol-0.025mol=0.015mol，浓度大于等于0.15mol/L，故答案为：≥0.15mol/L．

点评：本题主要根据实验现象判断存在的离子并进行计算，难度不大，注意电荷守恒的应用．