Question

3．今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^-，Ca²⁺，Ba²⁺，CO₃^2-，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溶液加热后，收集到气体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．根据上述实验，以下推测正确的是（　　）

• A． C（SO₄^2-）为0.1mol/L
• B． 100mL溶液中含0.01mol CO₃^2-
• C． K⁺可能存在
• D． Ba²⁺一定不存在，Ca²⁺可能存在

Answer 1

分析 ①加入AgNO₃溶液没有沉淀产生，说明溶液中不存在Cl^-；
②加足量NaOH溶液加热后产生0.04mol为氨气，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物质的量为0.04mol；
③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，2.33g为硫酸钡，6.27g为硫酸钡和碳酸钡；
再根据电荷守恒，得出一定存在钾离子．

解答 解①加入AgNO₃溶液没有沉淀产生，说明溶液中不存在Cl^-；
②加足量NaOH溶液加热后产生0.04mol为氨气，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物质的量为0.04mol；
③不溶于盐酸的2.33g为硫酸钡，物质的量是0.01mol；6.27g沉淀是硫酸钡和碳酸钡，碳酸钡质量为6.27g-2.33g=3.94g，碳酸钡的物质的量为0.02mol，故一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，因而一定没有 Mg²⁺、Ba²⁺；
n（CO₃^2-）=0.02 mol，
再根据电荷守恒，正电荷为：n（+）=n（NH₄⁺）=0.04mol；c（-）=2c（CO₃^2-）+2x（SO₄^2-）=0.06mol，故一定有K⁺，至少0.02mol；
综合以上可以得出，一定存在的离子有NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定没有的离子Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺；
A、根据以上推断，C（SO₄^2-）为0.1mol/L，故A正确；
B、碳酸根离子的物质的量是0.02mol，故B错误；
C、K⁺一定存，故C错误；
D、溶液中一定没有 Mg²⁺、Ba²⁺，故D错误．
故选A．

点评 本题考查常见阴、阳离子的检验，涉及到用电荷守恒推断离子的存在，是本题中容易出错的地方，做题时需要细致分析，本题难度中等．