Question

14．现有某混合物的无色透明溶液，可能含有以下离子中的若干种：Na⁺、NH₄⁺、Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-．现取三份各100mL溶液进行如下实验：
①第一份加入足量AgNO₃溶液有沉淀产生；
②第二份加足量NaOH溶液充分加热后，收集到气体0.896L（标准状况）；
③第三份加足量BaCl₂溶液后，过滤后充分干燥得到沉淀6.27g，再经足量稀硝酸洗涤、干燥后，沉淀质量变为2.33g．根据上述实验现象和有关数据，回答下列问题：
（1）原溶液中一定存在的阴离子是CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在的离子是Mg²⁺、Ba²⁺，可能存在的离子是Cl^-．
（2）②中发生化学反应的离子方程式为NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．
（3）③中生成可溶于稀硝酸的沉淀化学式为BaCO₃，物质的量为0.02mol．该沉淀溶于稀硝酸的离子方程式为BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 ①加入AgNO₃溶液有沉淀产生，说明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②0.896L（标准状况）即0.04mol为氨气，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物质的量为0.04mol；
③2.33g为硫酸钡，6.27g为硫酸钡和碳酸钡；
再根据电荷守恒，得出一定存在钠离子．

解答 解：①与AgNO₃溶液有沉淀产生的离子有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②加足量NaOH溶液加热产生气体，气体是氨气，故一定有铵离子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，物质的量为0.02mol，故一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，因而一定没有 Mg²⁺、Ba²⁺；c（CO₃^2-）=0.02÷0.1=0，0.2（mol/L），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Na⁺，至少0.02mol；
综合以上可以得出，一定存在的离子有NH₄⁺、Na⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定没有的离子Mg²⁺、Ba²⁺，可能存在Cl^-；
（1）原溶液中一定存在的阴离子是CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在的离子是 Mg²⁺、Ba²⁺，可能存在的离子是Cl^-；
 故答案为：CO₃^2-、SO₄^2-，Mg²⁺、Ba²⁺，Cl^-；
（2）②中发生化学反应的离子方程式为NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，故答案为：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
（3）③中生成可溶于稀硝酸的沉淀化学式为BaCO₃，物质的量为0.02mol，该沉淀溶于稀硝酸的离子方程式为BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O，故答案为：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O．

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，做题时需要细致分析，难度中等．