Question

現(xiàn)有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K⁺、NH

+ 4

、Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺、CO

2- 3

、SO

2- 4

，現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
（1）第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生；
（2）第二份加入足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.05mol；
（3）第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀8.60g，經(jīng)足量鹽酸洗滌干燥后，沉淀質(zhì)量為4.66g
則對(duì)原混合液中的離子組成的說法正確的是（　�。�

• A、一定有Cl^-
• B、不能確定是否有K⁺
• C、一定有NH

  + 4

  、SO

  2- 4

  、CO

  2- 3

  、Cl^-
• D、一定無Mg²⁺、Ba²⁺，一定有K⁺

Answer 1

分析：1、根據(jù)題意分析，第一份溶液加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，推得可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-．第二份溶液加足量NaOH溶液加熱后收集到氣體，推得一定含有NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺．第三份溶液利用發(fā)生的離子反應(yīng)，經(jīng)過計(jì)算、推得一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺；
2、根據(jù)溶液中陰陽離子的電荷守恒，即可推出K⁺一定存在，由K⁺物質(zhì)的量的變化分析Cl^-的情況．

解答：解：根據(jù)題意，Ba²⁺和SO₄^2-，可發(fā)生離子反應(yīng)生成BaSO₄沉淀，因此兩者不能大量共存．Ba²⁺和CO₃^2-可發(fā)生離子反應(yīng)生成BaCO₃沉淀，因此兩者也不能大量共存．
第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，可能發(fā)生Cl^-+Ag⁺═AgCl↓、CO₃^2-+2Ag⁺═Ag₂CO₃↓、SO₄^2-+2Ag⁺═Ag₂SO₄↓，所以可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-．
第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.05mol，能和NaOH溶液加熱產(chǎn)生氣體的只能是NH₄⁺，而沒有沉淀產(chǎn)生說明一定不存在Mg²⁺（Mg²⁺可以和OH^-反應(yīng)生產(chǎn)氫氧化鎂沉淀）．故可確定一定含有NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺．
根據(jù)反應(yīng)NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O，產(chǎn)生NH₃為0.05mol，可得NH₄⁺也為0.05mol．
第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀8.60g，經(jīng)足量鹽酸洗滌．干燥后，沉淀質(zhì)量為4.66g，部分沉淀溶于鹽酸為
BaCO₃，部分沉淀不溶于鹽酸為BaSO₄，發(fā)生反應(yīng)CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，
因?yàn)锽aCO₃+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⁺．
由條件可知BaSO₄為4.66g，物質(zhì)的量為

4.66g

233g/mol

=0.02mol，
BaCO₃為8.60g-4.66g═3.94g，物質(zhì)的量為

3.94g

197g/mol

=0.02mol，
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⁺物質(zhì)的量分別為
0.02mol、0.02mol、0.05mol，CO₃^2-、SO₄^2-所帶負(fù)電荷為0.02mol×2+0.02mol×2=0.08mol，NH₄⁺所帶正電荷為0.05mol，根據(jù)溶液中電荷守恒，可知K⁺一定存在，由于K⁺的物質(zhì)的量不確定，所以不能確定是否含有Cl^-；
綜上可知：溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺、K⁺，一定不存在Mg²⁺、Ba²⁺，不能確定是否含有Cl^-；
故A、B、C錯(cuò)誤，D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng)：本題考查離子的檢驗(yàn)，采用定性實(shí)驗(yàn)和定量計(jì)算分析相結(jié)合的模式，增大了解題難度，同時(shí)涉及離子共存、離子反應(yīng)等都是解題需注意的信息，尤其是K⁺的確定易出現(xiàn)失誤