Question

19．现某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种：Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-．为确认溶液组成进行如下实验：
（1）取200mL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4.30g，向沉淀中加入过量的盐酸，有2.33g沉淀不溶．
（2）向（1）所得滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体1.12L（已换算成标准状况，假定产生的气体全部逸出）．
由此可以得出关于原溶液组成的正确结论是（　　）

• A． 一定存在SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺，可能存在K⁺、Cl^-、Na⁺
• B． 一定存在SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Cl^-，一定不存在K⁺、Na⁺
• C． c（CO₃^2-）=0.01 mol•L^-1，c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）
• D． 如果上述6种离子都存在，则c（Cl^-）＞c（SO₄^2-）

Answer 1

分析 （1）取少量该溶液加入BaCl₂溶液有白色沉淀生成，再加入足量盐酸后，沉淀部分溶解，并有气体生成，说明白色沉淀为BaCO₃和BaSO₄，质量一共是4.3g，则溶液中含有CO₃^2-、SO₄^2-，向沉淀中加入过量的盐酸，有2.33g沉淀不溶，则硫酸钡的质量是2.33g，所以硫酸根离子的物质的量是$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol；碳酸钡的质量是：4.3g-2.33g=1.97g，碳酸根离子的物质的量为：$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol；
（2）向（1）的滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，物质的量是$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.05mol，说明溶液中有NH₄⁺的物质的量是0.05mol，据此进行解答．

解答 解：（1）取少量该溶液加入BaCl₂溶液有白色沉淀生成，再加入足量盐酸后，沉淀部分溶解，并有气体生成，说明白色沉淀为BaCO₃和BaSO₄，质量一共是4.3g，则溶液中含有CO₃^2-、SO₄^2-，向沉淀中加入过量的盐酸，有2.33g沉淀不溶，则硫酸钡的质量是2.33g，所以硫酸根离子的物质的量是$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol；碳酸钡的质量是：4.3g-2.33g=1.97g，碳酸根离子的物质的量为：$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol；
（2）向（1）的滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，物质的量是$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.05mol，说明溶液中有NH₄⁺的物质的量是0.05mol，
A．根据分析可知，溶液一定存在的离子有：CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺，可能存在的离子有：Cl^-、K⁺、Na⁺，故A正确；
B．根据A可知，溶液中K⁺、Na⁺，故B错误；
C．依据计算得出c（CO₃^2-）=$\frac{0.01mol}{0.2L}$=0.05mol/L，硫酸根为0.01mol，铵根为0.05mol，故c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-），故C错误；
D．依据溶液电中性原则，假设都存在，那么n（+）=n（-），即0.05+n（Na⁺）+n（K⁺）=2×0.01+2×0.01+n（Cl^-），据此得出n（Cl^-）=n（Na⁺）+n（K⁺）+0.01＞0.01=n（SO₄^2-），则c（Cl^-）＞c（SO₄^2-），故D正确；
故选AD．

点评 本题考查了常见离子的检验方法，题目难度中等，明确常见离子的性质为解答关键，注意熟练掌握常见离子的检验方法，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．