题目内容

【题目】由几种离子化合物组成的混合物,含有以下离子中的若干种:K+ClNH4+Mg2+CO32-Ba2+SO42-.将该混合物溶于水后得澄清溶液,现取3 100 mL该溶液分别进行如下实验:

已知加热时NH4++OHNH3↑+H2O,回答下列问题:

(1)判断混合物中Cl是否一定存在__。(填

(2)写出溶液中一定存在的离子及其物质的量浓度:__

【答案】 cSO42-=0.1 mol·L-1cCO32-=0.2 mol·L-1cNH4+=0.4 mol·L-1cK+≥0.2 mol·L-1

【解析】

1.加入AgNO3溶液有沉淀产生,可能发生Cl-+Ag+═AgCl↓CO32-+2Ag+═Ag2CO3SO42-+2Ag+═Ag2SO4,所以可能含有Cl-CO32-SO42-

2.加足量NaOH溶液加热后,收集到0.896L气体,物质的量为0.04mol,说明含有NH4+,而没有沉淀产生说明一定不存在Mg2+,根据反应NH4++OH-═NH3↑+H2O,产生NH30.04mol,可得NH4+也为0.04mol

3.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。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CO32-+Ba2+═BaCO3SO42-+Ba2+═BaSO4,因为BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O而使BaCO3溶解。因此溶液中一定存在CO32-SO42-,一定不存在Ba2+
由条件可知BaSO42.33g,物质的量为═0.01mol,则SO42-物质的量为0.01molSO42-物质的量浓度==0.1mol/L

BaCO36.27g-2.33g═3.94g,物质的量为═0.02mol;则CO32-物质的量为0.02molCO32-物质的量浓度为═0.2mol/L

由上述分析可得,溶液中一定存在CO32-SO42-NH4+,一定不存在Mg2+Ba2+;而CO32-SO42-NH4+物质的量分别为0.02mol0.01mol0.04molCO32-SO42-所带负电荷分别为0.02mol×20.01mol×2,共0.06molNH4+所带正电荷为0.04mol,根据溶液中电荷守恒,可知K+一定存在,K+物质的量≥0.01 mol,当K+物质的量>0.02 mol时,溶液中还必须含有Cl-;当K+物质的量=0.02 mol时,溶液中不含有Cl-,以此解答该题。

(1)碳酸银、硫酸银、氯化银都是白色沉淀,实验1得到的沉淀无法确定是否为氯化银,不能判断Cl是否存在。

(2)加入NaOH溶液并加热产生的气体为NH3NH4+的物质的量为=0.04 molc(NH4+)==0.4 mol·L-1。加入足量BaCl2溶液产生沉淀,当再加盐酸时沉淀部分溶解,说明溶液中一定含有CO32-SO42-;剩余2.33 g固体为BaSO4,利用硫守恒可知溶液中c(SO42-)==0.1 mol·L-16.27g固体中碳酸钡的质量为6.27 g2.33 g=3.94 g,利用碳守恒可知溶液中c(CO32-)==0.2 mol·L-1;溶液中肯定存在的离子是NH4+CO32-SO42-,由电荷守恒可知c(K+)≥0.1 mol·L-1×2+0.2 mol·L-1×20.4 mol·L-1×1=0.2 mol·L-1,溶液中一定存在K+

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