Question

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^-、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，現(xiàn)取三份均100mL溶液進行如下實驗：
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，標準狀況下收集到氣體0.896L
③第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀6.27g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量為2.33g．
試回答下列問題
（1）由實驗②可知溶液中含有的離子為

 

，該離子的物質(zhì)的量濃度為

 

，該實驗中生成氣體的離子方程式為

 

．
（2）由實驗③可以判斷中溶液中含有的離子為

 

，其中6.27g沉淀用足量鹽酸洗滌時發(fā)生的反應(yīng)離子方程式為

 

（3）由上述實驗信息判斷下列說法中正確的是

 

A．K⁺一定存在        
B．100mL溶液中含0.02mol CO₃^2-
C．Ba²⁺和Mg²⁺可能存在
D．Cl^-可能存在，Mg²⁺一定不存在
（4）請你設(shè)計實驗，確認可能存在的離子是否存在，要求寫出實驗步驟、現(xiàn)象和結(jié)論

 

．

Answer 1

考點：常見離子的檢驗方法

專題：離子反應(yīng)專題

分析：第一份：加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，說明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
第二份：加足量NaOH溶液加熱生成標準狀況下0.896L氣體為氨氣，溶液中一定含有NH₄⁺；
第三份：能夠與氯化鋇生成白色沉淀的為碳酸根離子或硫酸根離子，根據(jù)題中信息可知2.33g為硫酸鋇，6.27g為硫酸鋇和碳酸鋇，據(jù)此計算出碳酸根離子和硫酸根離子的物質(zhì)的量；再根據(jù)電荷守恒，得出是否存在鉀離子．

解答： 解：第一份：第一份加入AgNO₃，溶液有沉淀產(chǎn)生，說明溶液中可能存在：Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
第二份：加足量NaOH溶液加熱后生成標準狀況下0.896L氣體為氨氣，則溶液中一定含有NH₄⁺，且物質(zhì)的量為

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol；
第三份：根據(jù)題中信息可知2.33為硫酸鋇，n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）=

2.33g

233g/mol

=0.01mol；6.27g為硫酸鋇和碳酸鋇，所以碳酸鋇的物質(zhì)的量為：

6.27g-2.33g

197g/mol

=0.02mol；因為一定含CO₃^2-所以不含Mg²⁺；再根據(jù)電荷守恒，正電荷為：n（+）=n（NH₄⁺）=0.04mol；n（-）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）=0.06mol，故一定有K⁺，至少0.02mol；
（1）加足量NaOH溶液加熱后，收集標準狀況下0.896L氣體，該反應(yīng)為NH₄⁺+OH^-

加熱  .

NH₃↑+H₂O，說明溶液中一定存在銨離子，銨離子的物質(zhì)的量濃度為：c（NH₄⁺）=

0.04mol

0.1L

=0.4mol/L，故答案為：NH₄⁺；0.4mol/L；NH₄⁺+OH^-

加熱  .

NH₃↑+H₂O；
（2）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，說明沉淀為硫酸鋇和碳酸鋇的混合物，反應(yīng)為Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄，BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O，其中2.33g為硫酸鋇沉淀，n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）=

2.33g

233g/mol

=0.01mol；碳酸鋇沉淀的質(zhì)量為：6.27g-2.33g=3.94g，所以n（BaCO₃）=n（CO₃^2- ）=

6.27g-2.33g

197g/mol

=0.02mol；因為一定含CO₃^2-所以不含Mg²⁺；
故答案為：CO₃^2-、SO₄^2-；BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O；
（3）根據(jù)以上分析可知，溶液中一定存在：K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含有Cl^-，若存在氯離子，鉀離子的物質(zhì)的量大于0.02mol；若不存在氯離子，鉀離子的物質(zhì)的量為0.02mol，所以ABD正確，
故選ABD；
（4）需要確認溶液是否存在氯離子，方法為：另取少量的原溶液，先加入過量硝酸鋇溶液，過濾后加入硝酸酸化，然后加入硝酸銀溶液，若生成白色沉淀，則原溶液中含有氯離子，否則不含有氯離子，
故答案為：另取少量的原溶液，先加入過量硝酸鋇溶液，過濾后加入硝酸酸化，然后加入硝酸銀溶液，若生成白色沉淀，則原溶液中含有氯離子，否則不含有氯離子．

點評：本題考查了常見陰、陽離子的檢驗方法，題目難度中等，試題涉及到根據(jù)電荷守恒推斷離子的存在，注意熟練掌握常見離子的檢驗方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．