Question

20．某溶液中，可能含有以下離子中的若干種：Cl^-，Mg²⁺，Ba²⁺，CO₃^2-，SO₄^2-，Na⁺現取相同質量的兩份各加100mL溶液進行如下實驗：
第一份加入硝酸銀溶液有沉淀
第二份加入足量的氯化鋇溶液，得沉淀物8.6g，經足量硝酸洗滌干燥后，沉淀質量為4.66g，在所得濾液中加入硝酸銀溶液有沉淀生成．根據上述實驗判斷：
（1）肯定存在的離子有Na⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，肯定不存在的離子有Mg²⁺、Ba²⁺，可能存在的離子有Cl^-．寫出8.6g沉淀物被硝酸溶解時發生的離子方程式BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+H₂O+CO₂↑．
（2）100mL溶液中Na⁺的物質的量為≥0.08mol．

Answer 1

分析 ①加入AgNO₃溶液有沉淀產生，說明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②4.66g為硫酸鋇沉淀，其物質的量為0.02mol，8.6g為硫酸鋇和碳酸鋇，據此可以計算出碳酸鋇的物質的量；
再根據電荷守恒，得出一定存在鈉離子，據此進行判斷．

解答 解：①與AgNO₃溶液有沉淀產生的離子有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②不溶于硝酸的4.66g沉淀為硫酸鋇，硫酸鋇的物質的量是：$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol；8.6g沉淀是硫酸鋇和碳酸鋇，碳酸鋇質量為：8.6g-4.66g=3.94g，碳酸鋇物質的量為：$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol，所以原溶液中一定存在：CO₃^2-、SO₄^2-，因而一定沒不含Ba²⁺和Mg²⁺，由溶液電中性原則可知，一定存在Na⁺，
c（CO₃^2-）=c（SO₄^2-）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，再根據電荷守恒，正電荷為：n（+）=n（Na⁺）=0.08mol；
（1）根據以上分析可知：原溶液中一定存在的離子有Na⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定沒有的離子Mg²⁺、Ba²⁺，可能存在Cl^-，碳酸鋇與硝酸反應生成硝酸鋇、二氧化碳氣體和水，離子反應方程式為：BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+H₂O+CO₂↑，故答案為：Na⁺、CO₃^2-、SO₄^2-；Mg²⁺、Ba²⁺；Cl^-；BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
（2）n（Na⁺）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）=0.02×2+0.02×2=0.08mol，若存在氯離子，那么鈉離子＞0.08mol，故答案為：≥0.08．

點評 本題考查離子的檢驗，采用定性實驗和定量計算分析相結合的模式，增大了解題難度，同時涉及離子共存、離子反應等都是解題需注意的信息，尤其是K⁺的確定易出現失誤．