Question

6．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-，現取三份各100mL溶液進行如下實驗：（已知：NH₄⁺+OH^-═NH₃↑+H₂O）
第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生．
第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到0.08mol氣體．
第三份加足量BaCl₂溶液后，得到干燥沉淀12.54g，經足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質量為4.66g．．根據上述實驗，回答以下問題：
（1）由第一份進行的實驗推斷該混合物是否一定含有Cl^-：不一定
（2）由第二份進行的實驗得知混合物中應含有NH₄⁺離子，其物質的量濃度為0.8mol/L．
（3）由第三份進行的實驗可知12.54g沉淀的成分為BaCO₃、BaSO₄，計算形成該沉淀的原混合物中各離子的物質的量CO₃^2-0.04mol、SO₄^2-0.02mol．
（4）綜合上述實驗，你認為以下結論正確的是A
A．該混合液中一定含有：K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含Cl^-，且n（K+）≥0.04mol
B．該混合液中一定含有：NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含K⁺、Cl^-
C．該混合液中一定含有：NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含Mg²⁺、K⁺、Cl^-
D．該混合液中一定含有：NH₄⁺、SO₄^2-，可能含Mg²⁺、K⁺、Cl^-．

Answer 1

分析 第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生，說明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
第二份中生成的0.08mol氣體為氨氣，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質的量為0.08mol；
第三份中4.66g沉淀為硫酸鋇，12.54g沉淀為硫酸鋇和碳酸鋇的混合物，再根據電荷守恒，得出一定存在鉀離子，據此進行解答．

解答 解：（1）第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生，與AgNO₃溶液有沉淀產生的離子有：Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，則原溶液中不一定含有Cl^-，
故答案為：不一定；
（2）二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到0.08mol氣體，該氣體為氨氣，發生反應為NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，原溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質的量為0.08mol，濃度為：$\frac{0.08mol}{0.1L}$=0.8mol/L，
故答案為：NH₄⁺；0.8mol/L；
（3）不溶于鹽酸的4.66g為硫酸鋇，物質的量為：$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol；12.54g沉淀是硫酸鋇和碳酸鋇，碳酸鋇質量為12.54g-4.66g=7.88g，碳酸鋇的物質的量為：$\frac{7.88g}{197g/mol}$=0.04mol，故原溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，則一定沒有與CO₃^2-、SO₄^2-反應的Mg²⁺、Ba²⁺；
再根據電荷守恒，正電荷為：n（+）=n（NH₄⁺）=0.08mol；n（-）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）=0.12mol，正電荷總物質的量小于負電荷，故原溶液中一定有K⁺，至少為0.04mol，不能確定是否存在Cl^-，
故答案為：BaCO₃、BaSO₄；CO₃^2- 0.04mol、SO₄^2- 0.02mol；
（4）根據以上分析可知，原溶液中一定含有：K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含Cl^-，且n（K+）≥0.04mol，
故答案為：A．

點評 本題考查常見離子的檢驗方法，題目難度中等，注意掌握常見離子的化學性質及檢驗方法，本題中根據電荷守恒判斷鉀離子的存在為易錯點，做題時需要細致分析．