Question

3．现有一混合物的水溶液，可能含有以下离子中的若干种：K⁺、NH₄⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、Cl^-、SO₄^2-．现取两份200mL溶液分别进行如下实验：①第一份加足量NaOH溶液，加热，收集到气体1.36g；
②第二份加足量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．
则①溶液中一定存在K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-；一定不存在Ba²⁺．
②溶液中n（K⁺）≥0.04mol．

Answer 1

分析 一混合物的水溶液，可能含有以下离子中的若干种：K⁺、NH₄⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、Cl^-、SO₄^2-；
现取两份200mL溶液分别进行如下实验：
①第一份加足量NaOH溶液，加热，收集到气体1.36g，收集到的气体是氨气，n（NH₃）=$\frac{1.36g}{17g/mol}$=0.08mol；
②第二份加足量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，说明部分沉淀能溶于稀盐酸，所以生成的沉淀有BaCO₃、BaSO₄，能溶于稀盐酸的是BaCO₃、不能溶于稀盐酸的是BaSO₄，n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，n（BaCO₃）=$\frac{12.54g-4.66g}{197g/mol}$=0.04mol，
根据电荷守恒知硫酸根离子、碳酸根离子所带电荷之和大于铵根离子，所以溶液中还含有钾离子，据离子共存知，溶液中一定不存在Ba²⁺，
不能确定是否含有氯离子，
据此分析解答．

解答 解：一混合物的水溶液，可能含有以下离子中的若干种：K⁺、NH₄⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、Cl^-、SO₄^2-；
现取两份200mL溶液分别进行如下实验：
①第一份加足量NaOH溶液，加热，收集到气体1.36g，收集到的气体是氨气，n（NH₃）=$\frac{1.36g}{17g/mol}$=0.08mol；
②第二份加足量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，说明部分沉淀能溶于稀盐酸，所以生成的沉淀有BaCO₃、BaSO₄，能溶于稀盐酸的是BaCO₃、不能溶于稀盐酸的是BaSO₄，n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，n（BaCO₃）=$\frac{12.54g-4.66g}{197g/mol}$=0.04mol，
根据电荷守恒知硫酸根离子、碳酸根离子所带电荷之和大于铵根离子，所以溶液中还含有钾离子，据离子共存知，溶液中一定不存在Ba²⁺，
不能确定是否含有氯离子，
①通过以上分析知，一定含有的离子有K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定不含的离子有Ba²⁺，故答案为：K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-；Ba²⁺；
②如果溶液中不含氯离子，则钾离子物质的量最少，根据电荷守恒得n（K⁺）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）-n（NH₄⁺）=
2×0.04mol+2×0.02mol-0.08mol=0.04mol，所以n（K⁺）≥0.04mol，
故答案为：≥0.04．

点评 本题考查离子检验、物质的量的有关计算，为高频考点，侧重考查学生判断及计算能力，明确离子性质、溶液中离子成分及其含量的计算方法是解本题关键，注意钾离子的判断，为难点．