Question

10．某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种：Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Na⁺、K⁺．为了确认溶液的组成，进行了如下实验：
①取200ml，上述溶液，加入足量BaCl₂溶液，反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀4.30g．向沉淀中加入过量的盐酸，有2.33g沉淀不溶．
②向①的滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生能促使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体1.12L（已换算成标准状况，假定产生的气体全部逸出）．关于原溶液组成的结论，不正确的是（　　）

• A． C（NH₄⁺）＞C（SO₄^2-）
• B． 一定存在Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺，一定不存在Na⁺、K⁺
• C． c（CO₃^2-）=0.05mol/L
• D． 至少存在四种离子，且C（Cl^-）≥0.05mol/L

Answer 1

分析 ①取少量该溶液加入BaCl₂溶液有白色沉淀生成，再加入足量盐酸后，沉淀部分溶解，说明白色沉淀为BaCO₃和BaSO₄，则溶液中含有CO₃^2-、SO₄^2-；
②向①的滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，说明溶液中有NH₄⁺，由此分析解答．

解答 解：①取少量该溶液加入BaCl₂溶液有白色沉淀生成，再加入足量盐酸后，沉淀部分溶解，并有气体生成，说明白色沉淀为BaCO₃和BaSO₄，质量一共是4.3g，则溶液中含有CO₃^2-、SO₄^2-，向沉淀中加入过量的盐酸，有2.33g沉淀不溶，则硫酸钡的质量是2.33g，所以硫酸根离子的物质的量是$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，所以碳酸钡的质量是4.3g-2.33g=1.97g，碳酸根离子的物质的量是$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol；
②向①的滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，物质的量是$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，说明溶液中有NH₄⁺的物质的量是0.05mol；综合以上分析：
A、硫酸根为0.01mol，铵根为0.05mol，故c（NH₄⁺）＞（SO₄^2-），故A正确；
B、依据溶液电中性原则，假设都存在，那么n（+）=n（-），即0.05+n（Na⁺）+n（K⁺）=2×0.01+2×0.01+n（Cl^-），据此得出n（Cl^-）=n（Na⁺）+n（K⁺）+0.01＞0.01，所以溶液一定存在的离子有：Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺；可能存在的离子有：K⁺、Na⁺，故B错误；
C、依据计算得出c（CO₃^2-）=$\frac{0.01mol}{0.2L}$=0.05mol/L，故C正确；
D、依据溶液电中性原则，假设都存在，那么n（+）=n（-），即0.05+n（Na⁺）+n（K⁺）=2×0.01+2×0.01+n（Cl^-），据此得出n（Cl^-）=n（Na⁺）+n（K⁺）+0.01＞0.01，所以c（Cl^-）≥$\frac{0.01}{0.2}$=0.05mol/L，故D正确；
故选B．

点评 本题主要考查的是常见阳离子检验的综合题，有一定难度，牵涉离子的定量判断与计算．