Question

9．某无色溶液中含有CO₃^2-、K⁺、NH₄⁺、Ba²⁺、SO₄^2-、Fe³⁺中几种离子，今取二份体积各100mL该溶液进行实验．
（1）第一份加入足量氢氧化钠浓溶液，加热，产生的氨气在标准状况下体积为896mL；
（2）第二份加入足量氯化钡溶液，生成沉淀质量为6.27g，再经足量稀盐酸洗涤后得2.33g残渣．据此回答：
①用稀盐酸洗涤沉淀时反应的离子方程式为BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
②含有的阴离子及其对应物质的量浓度依次是CO₃^2-，0.2mol/L；SO₄^2-，0.1mol/L；
③对是否存在K⁺的判断依据是电荷守恒．

Answer 1

分析 加入足量氢氧化钠浓溶液，加热，产生的氨气在标准状况下体积为896mL，该气体为氨气，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物质的量为：$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol；
2.33g沉淀为硫酸钡，6.27g沉淀为硫酸钡和碳酸钡的混合物，则碳酸钡的质量为：6.27g-2.33g=3.94g，说明原溶液中一定含有硫酸根离子、碳酸根离子，则一定不存在Ba²⁺、Fe³⁺；根据n=$\frac{m}{M}$分别计算出硫酸钡、碳酸钡的物质的量，再根据电荷守恒，得出一定存在钾离子，据此进行解答．

解答 解：（1）加入足量氢氧化钠浓溶液，加热，产生的氨气在标准状况下体积为896mL，该气体为氨气，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物质的量为：$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol；
（2）2.33g沉淀为硫酸钡，物质的量为：$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol；6.27g沉淀为硫酸钡和碳酸钡的混合物，则碳酸钡的质量为：6.27g-2.33g=3.94g，碳酸钡的物质的量为：$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol，说明原溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-，则一定不存在Ba²⁺、Fe³⁺，
①用稀盐酸洗涤沉淀时，硫酸钡不反应，碳酸钡与盐酸反应，该反应的离子方程式为：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑，
故答案为：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
②原混合液中含有的阴离子为0.02molCO₃^2-、0.01molSO₄^2-，溶液体积为0.1L，则c（CO₃^2-）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L、c（SO₄^2-）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，
故答案为：CO₃^2-，0.2mol/L；SO₄^2-，0.1mol/L；
③溶液中含有0.02molCO₃^2-、0.01molSO₄^2-和0.04molNH₄⁺，总负电荷为：0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，总正电荷为0.04mol＜0.06mol，根据电荷守恒可知则原溶液中一定含有K⁺，
故答案为：电荷守恒．

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，能够利用电荷守恒判断离子的存在情况，为易错点．