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：Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃²﹣、SO₄²﹣、Cl﹣，现取三份100mL溶液进行如下实验：根据上述实验，以下推测正确的是（　　）

（1）第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生

第二份加足量KOH溶液加热后，收集到气体0.08mol

（3）第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀12.54g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为4.66g．

　 A． Na⁺一定存在

　 B． 100mL溶液中含0.01mol CO₃²﹣

　 C． Cl﹣一定存在

　 D． Ba²⁺一定不存在，Mg²⁺可能存在

Answer 1

考点： 常见离子的检验方法．

分析： 1、根据题意分析，第一份溶液加入AgNO₃溶液有沉淀产生，推得可能含有Cl^﹣、CO₃^2﹣、SO₄^2﹣中的至少一种，第二份溶液加足量KOH溶液加热后收集到气体，推得一定含有NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺．第三份溶液利用发生的离子反应，经过计算、推得一定存在CO₃^2﹣、SO₄^2﹣，一定不存在Ba²⁺；

2、根据溶液中阴阳离子的电荷守恒，即可推出Na⁺是否存在，由Na⁺物质的量的变化分析Cl^﹣的情况．

解答： 解：①根据题意，Ba²⁺和SO₄^2﹣，可发生离子反应生成BaSO₄沉淀，因此两者不能大量共存．Ba²⁺和CO₃^2﹣可发生离子反应生成BaCO₃沉淀，因此两者也不能大量共存．

第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生，可能发生Cl^﹣+Ag⁺═AgCl↓、CO₃^2﹣+2Ag⁺═Ag₂CO₃↓、SO₄^2﹣+2Ag⁺═Ag₂SO₄↓，所以可能含有Cl^﹣、CO₃^2﹣、SO₄^2﹣中的至少一种；

第二份加足量KOH溶液加热后，收集到气体0.08mol，能和KOH溶液加热产生气体的只能是NH₄⁺，而没有沉淀产生说明一定不存在Mg²⁺（Mg²⁺可以和OH^﹣反应生产氢氧化镁沉淀）．故可确定一定含有NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺．根据反应NH₄⁺+OH^﹣NH₃↑+H₂O，产生NH₃为0.08mol，可得NH₄⁺也为0.08mol．

第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀12.54g，经足量盐酸洗涤．干燥后，沉淀质量为4.66g．部分沉淀溶于盐酸为BaCO₃，部分沉淀不溶于盐酸为BaSO₄，发生反应CO₃^2﹣+Ba²⁺═BaCO₃↓、SO₄^2﹣+Ba²⁺═BaSO₄↓，因为BaCO₃+2HCl═BaCl₂+CO₂↑+H₂O而使BaCO₃溶解．因此溶液中一定存在CO₃^2﹣、SO₄^2﹣，一定不存在Ba²⁺．

由条件可知BaSO₄为4.66g，物质的量为0.02mol，SO₃^2﹣物质的量浓度为：=0.2mol/L，

BaCO₃为12.54g﹣4.66g═7.88g，物质的量为0.04mol，则CO₃^2﹣物质的量为0.04mol，CO₃^2﹣物质的量浓度为=0.4mol/L，

=0.4mol/L，

由上述分析可得，溶液中一定存在CO₃^2﹣、SO₄^2﹣、NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺、Ba²⁺．而CO₃^2﹣、SO₄^2﹣、NH₄⁺物质的量分别为0.04mol、0.02mol、0.08mol，CO₃^2﹣、SO₄^2﹣所带负电荷分别为0.04mol×2、0.02mol×2，共0.12mol，NH₄⁺所带正电荷为0.08mol，所以一定含有钠离子，钠离子的物质的量最小是0.04mol，氯离子不能确定．

A、Na⁺一定存在，故A正确；

B、100mL溶液中含0.04mol碳酸根离子，故B错误；

C、氯离子是否存在无法确定，故C错误；

D、Mg²⁺、Ba²⁺一定不存在，故D错误．

故选A．

点评： 本题考查离子的检验，采用定性实验和定量计算分析相结合的模式，增大了解题难度，同时涉及离子共存、离子反应等都是解题需注意的信息，尤其是Na⁺的确定易出现失误．