Question

4．某溶液可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、HCO₃^-、NH₄⁺、Fe³⁺、Ba²⁺和K⁺，取该溶液100mL，加入过量NaOH溶液加热，得到0.02mol气体，同时产生1.97g白色沉淀；向上述滤液中加足量BaCl₂溶液，也得到1.97g沉淀．由此可知原溶液中（　　）

• A． 至少存在5种离子
• B． Cl^-一定存在，且c（Cl^-）≥0.2mol/L
• C． SO₄^2-、NH₄⁺、Fe³⁺一定存在，Al³⁺、K⁺、Cl^-可能存在
• D． CO₃^2-一定不存在，SO₄^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Cl^-一定存在

Answer 1

分析 某溶液可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、HCO₃^-、NH₄⁺、Fe³⁺、Ba²⁺和K⁺，取该溶液100mL，加入过量NaOH溶液加热，得到0.02mol气体，判断为氨气，NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O，溶液中一定含NH₄⁺，物质的量为0.02mol，同时产生1.97g白色沉淀，分析可知溶液中一定含Ba²⁺，则一定不含SO₄^2-、CO₃^2-、Fe³⁺，白色沉淀为BaCO₃，是碳酸氢根离子和氢氧化钠反应生成碳酸根离子结合钡离子生成的碳酸钡白色沉淀，向上述滤液中加足量BaCl₂溶液，也得到1.97g沉淀是碳酸钡沉淀，则碳酸氢根离子物质的量=$\frac{1.97g}{197g/mol}$+$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.02mol，原溶液中Ba²⁺物质的量=$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，结合溶液中电荷守恒分析判断其他离子是否存在，阳离子：n（NH₄⁺）+2n（Ba²⁺）=0.02mol+2×0.02mol=0.06mol，n（HCO₃^-）=0.02mol，则一定含Cl-物质的量最少为0.02mol，K⁺可能含有，分析选项分析判断．

解答 解：某溶液可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、HCO₃^-、NH₄⁺、Fe³⁺、Ba²⁺和K⁺，取该溶液100mL，加入过量NaOH溶液加热，得到0.02mol气体，判断为氨气，NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O，溶液中一定含NH₄⁺，物质的量为0.02mol，同时产生1.97g白色沉淀，分析可知溶液中一定含Ba²⁺，则一定不含SO₄^2-、CO₃^2-、Fe³⁺，白色沉淀为BaCO₃，是碳酸氢根离子和氢氧化钠反应生成碳酸根离子结合钡离子生成的碳酸钡白色沉淀，向上述滤液中加足量BaCl₂溶液，也得到1.97g沉淀是碳酸钡沉淀，则碳酸氢根离子物质的量=$\frac{1.97g}{197g/mol}$+$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.02mol，原溶液中Ba²⁺物质的量=$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，结合溶液中电荷守恒分析判断其他离子是否存在，阳离子：n（NH₄⁺）+2n（Ba²⁺）=0.02mol+2×0.02mol=0.06mol，n（HCO₃^-）=0.02mol，则一定含Cl-物质的量最少为0.02mol，K⁺可能含有，
A．分析可知一定含有的离子HCO₃^-、NH₄⁺、Ba²⁺和Cl^-，可能含K⁺，所以溶液中至少存在4种离子，故A错误；
B．依据溶液中电荷分析可知，阳离子：n（NH₄⁺）+2n（Ba²⁺）=0.02mol+2×0.02mol=0.06mol，n（HCO₃^-）=0.02mol，则一定含Cl-物质的量最少为0.02mol，Cl^-一定存在，K+离子可能含有，氯离子浓度最少为：c（Cl^-）≥$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，故B正确；
C．SO₄^2-、Fe³⁺一定不存在，K⁺、Cl^-可能存在，NH₄⁺一定存在，故C错误；
D．CO₃^2-一定不存在，HCO₃^-、NH₄⁺、Ba²⁺和Cl^-一定存在，SO₄^2-、Fe³⁺一定不存在，故D错误；
故选B．

点评 本题考查物质的检验及推断，为高考常见题型和高频考点，题目难度中等，试题侧重于元素化合物知识的综合理解和运用的考查，注意常见离子的性质和反应类型的判断，答题时认真阅读、分析题中数据，合理分析，特别是氯离子的推断．