Question

【題目】今有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K+、NH4+、Cl-、Ba2+、CO32-、SO42-，現(xiàn)取三份各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)第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到0.04mol氣體。(3)第三份加足量BaCl2溶液后，得到干燥沉淀6.27g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量為2.33g。綜合上述實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為以下結(jié)論正確的是（ ）

A.該混合液中一定含有：K+、NH4+、CO32-、SO42-、Cl-

B.該混合液中一定含有：NH4+、CO32-、SO42-，可能含K+、Cl-

C.該混合液中一定含有：NH4+、CO32-、SO42-、Cl-，可能含K+

D.該混合液中：c(K+)≥0.2mol/L，c(CO32-)=0.2mol/L

Answer 1

【答案】D

【解析】

(1)加入AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明溶液中可能存在Cl-、CO32-、SO42-；

(2)0.04mol氣體為氨氣，溶液中一定含有NH4+，并且物質(zhì)的量為0.04mol；

(3)2.33g沉淀為硫酸鋇，6.27g沉淀為硫酸鋇和碳酸鋇的混合物；

再根據(jù)電荷守恒，得出一定存在鉀離子，據(jù)此進(jìn)行解答。

第一份加入AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生，與AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生的離子有：Cl-、CO32-、SO42-；

第二份加足量NaOH溶液加熱產(chǎn)生氣體，氣體是氨氣，故一定有銨離子0.04mol，溶液中一定含有NH4+，且NH4+離子的物質(zhì)的量為0.04mol；

第三份加足量BaCl2溶液后得到沉淀質(zhì)量為6.27g，再足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量為2.33g為硫酸鋇，其物質(zhì)的量n(BaSO4)==0.01mol，則n(SO42-)= n(BaSO4)=0.01mol ；6.27g沉淀是硫酸鋇和碳酸鋇，m(BaCO3)=6.27g-2.33g=3.94g，碳酸鋇的物質(zhì)的量n(BaCO3)==0.02mol，則n(CO32-)= n(BaCO3)=0.02mol，所以原溶液中一定存在CO32-、SO42-，由于CO32-、SO42- 與Ba2+會(huì)形成沉淀不能大量共存，因此一定沒有Ba2+； 再根據(jù)電荷守恒，2n(SO42-)+2n(CO32-)=2×0.01mol+2×0.02mol=0.06mol，n(NH4+)=0.04mol<0.06mol，正電荷總物質(zhì)的量小于負(fù)電荷的物質(zhì)的量，故原溶液中一定有K+，其物質(zhì)的量至少為0.06mol-0.04mol=0.02mol；

綜合上述分析可以得出，一定存在的離子有：NH4+、K+、CO32-、SO42-，一定沒有的離子Ba2+，可能存在Cl-，c(K+)≥0.02mol÷0.1L=0.2mol/L，c(CO32-)=0.02mol÷0.1L=0.2mol/L，c(SO42-)=0.01mol÷0.1L=0.1mol/L，c(NH4+)=0.04mol÷0.1L=0.4mol/L，故合理選項(xiàng)是D。