Question

18．由幾種離子化合物組成的混合物，含有以下離子中的若干種：
K⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-．將該混合物溶于水后得澄清溶液，現取3份100mL該溶液分別進行如下實驗：

實驗序號	實驗內容	實驗結果
A	加AgNO3溶液	有白色沉淀生成
B	加足量NaOH溶液并加熱	收集到氣體1.12L（已折算成標準狀況下的體積）
C	加足量BaCl2溶液，對所得沉淀進行洗滌、干燥、稱量；再向沉淀中加足量稀鹽酸，然后干燥、稱量	第一次稱量沉淀質量為6.27g，第二次稱量沉淀質量為2.33g

試回答下列問題：
（1）根據實驗A判斷Cl^-是否存在不能確定（填“一定存在”、“一定不存在”或“不能確定”）．
（2）該混合物中一定不存在的離子是Ba²⁺、Mg²⁺．
（3）寫出實驗B中發生反應的離子方程式NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．
（4）混合物中是否存在K⁺，寫出判斷過程？

Answer 1

分析 A、加AgNO₃溶液有白色沉淀生成，說明溶液中可能有Cl^-，SO₄^2-，CO₃^2-；
B、加足量NaOH溶液并加熱，收集到氣體1.12L，說明溶液中一定有NH₄⁺，并可計算出銨根離子的物質的量為0.05mol；
C、加足量BaC1₂溶液時，溶液有沉淀產生，這個沉淀有可能是硫酸鋇、碳酸鋇或者兩者都有，可推出原溶液一定沒有Ba²⁺；
對所得沉淀進行洗滌、干燥、稱量；再向沉淀中加足量稀鹽酸，然后干燥、稱量第一次稱量讀數為6.27g，第二次稱量讀數為2.33g．加鹽酸后沉淀部分溶解，說明該沉淀一定是硫酸鋇和碳酸鋇的混合物，說明混合物中一定有碳酸根和硫酸根，碳酸根和鎂離子不能共存，說明混合物中一定沒有鎂離子；2.33g為硫酸鋇，可求出硫酸根離子的物質的量為0.01mol，3.94g為碳酸鋇，可求出碳酸根離子的物質的量為0.02mol，根據正負離子電荷守恒，銨根離子的物質的量為0.05mol，硫酸根離子的物質的量為0.01mol，碳酸根離子的物質的量為0.02mol，可知該混合物一定還有K⁺，Cl^-是否存在不能判定．

解答 解：A、加AgNO₃溶液有白色沉淀生成，說明溶液中可能有Cl^-，SO₄^2-，CO₃^2-；
B、加足量NaOH溶液并加熱，收集到氣體1.12L，說明溶液中一定有NH₄⁺，并可計算出銨根離子的物質的量為0.05mol；
C、加足量BaC1₂溶液時，溶液有沉淀產生，這個沉淀有可能是硫酸鋇、碳酸鋇或者兩者都有，可推出原溶液一定沒有Ba²⁺；
對所得沉淀進行洗滌、干燥、稱量；再向沉淀中加足量稀鹽酸，然后干燥、稱量第一次稱量讀數為6.27g，第二次稱量讀數為2.33g．加鹽酸后沉淀部分溶解，說明該沉淀一定是硫酸鋇和碳酸鋇的混合物，說明混合物中一定有碳酸根和硫酸根，碳酸根和鎂離子不能共存，說明混合物中一定沒有鎂離子；2.33g為硫酸鋇，可求出硫酸根離子的物質的量為0.01mol，3.94g為碳酸鋇，可求出碳酸根離子的物質的量為0.02mol，根據正負離子電荷守恒，銨根離子的物質的量為0.05mol，硫酸根離子的物質的量為0.01mol，碳酸根離子的物質的量為0.02mol，可知該混合物一定還有K⁺，Cl^-是否存在不能判定．
（1）根據實驗A判斷Cl^-不一定存在，故答案為：不能確定；
（2）混合物中一定不存在的離子是：Ba²⁺、Mg²⁺；故答案為：Ba²⁺、Mg²⁺；
（3）實驗B中發生反應的離子方程式為NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，故答案為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
（4）通過實驗可知溶液中肯定存在的離子是NH₄⁺、CO₃^2-和SO₄^2-．經計算，NH₄⁺的物質的量濃度為0.5 mol/L，CO₃^2-、SO₄⁺的物質的量濃度分別為0.2 mol/L和0.1 mol/L，根據電荷守恒得：K⁺一定存在，
答：存在；通過實驗可知溶液中肯定存在的離子是NH₄⁺、CO₃^2-和SO₄^2-．經計算，NH₄⁺的物質的量濃度為0.5 mol/L，CO₃^2-、SO₄⁺的物質的量濃度分別為0.2 mol/L和0.1 mol/L，根據電荷守恒得K⁺一定存在．

點評 本題考查了常見的幾種離子的檢驗方法，題目難度中等，解題時特別注意K⁺的判斷應該根據電荷守恒判斷．