Question

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^-、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，现取三份100mL溶液进行下列实验：
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0.04mol气体；
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，推测100mL该溶液中一定存在的离子以及计算这些离子的物质的量．

Answer 1

考点：离子方程式的有关计算,常见阳离子的检验,常见阴离子的检验

专题：计算题

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-；
②0.04mol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，得出一定存在钾离子．

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NH₄⁺，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，BaCO₃质量为6.27g-2.33g=3.94g，物质的量为0.02mol，故一定存在SO₄^2-、CO₃^2-，物质的量分别为：0.01mol、0.02mol．因而一定没有 Mg²⁺、Ba²⁺；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Mg²⁺、Ba²⁺，可能存在Cl^-；
答：NH₄⁺物质的量为0.04mol、K⁺物质的量≥0.02mol、SO₄^2-物质的量为0.01mol、CO₃^2-物质的量为0.02mol．

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．