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：Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃²-、SO₄²-、Cl-，現取三份100mL溶液進行如下實驗：根據上述實驗，以下推測正確的是（　　）
（1）第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生
（2）第二份加足量KOH溶液加熱后，收集到氣體0.08mol
（3）第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀12.54g，經足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質量為4.66g．

• A、Na⁺一定存在
• B、100mL溶液中含0.01mol CO₃²-
• C、Cl-一定存在
• D、Ba²⁺一定不存在，Mg²⁺可能存在

Answer 1

考點：常見離子的檢驗方法

專題：

分析：1、根據題意分析，第一份溶液加入AgNO₃溶液有沉淀產生，推得可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-中的至少一種，第二份溶液加足量KOH溶液加熱后收集到氣體，推得一定含有NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺．第三份溶液利用發生的離子反應，經過計算、推得一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺；
2、根據溶液中陰陽離子的電荷守恒，即可推出Na⁺是否存在，由Na⁺物質的量的變化分析Cl^-的情況．

解答： 解：①根據題意，Ba²⁺和SO₄^2-，可發生離子反應生成BaSO₄沉淀，因此兩者不能大量共存．Ba²⁺和CO₃^2-可發生離子反應生成BaCO₃沉淀，因此兩者也不能大量共存．
第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生，可能發生Cl^-+Ag⁺═AgCl↓、CO₃^2-+2Ag⁺═Ag₂CO₃↓、SO₄^2-+2Ag⁺═Ag₂SO₄↓，所以可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-中的至少一種；
第二份加足量KOH溶液加熱后，收集到氣體0.08mol，能和KOH溶液加熱產生氣體的只能是NH₄⁺，而沒有沉淀產生說明一定不存在Mg²⁺（Mg²⁺可以和OH^-反應生產氫氧化鎂沉淀）．故可確定一定含有NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺．根據反應NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O，產生NH₃為0.08mol，可得NH₄⁺也為0.08mol．
第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀12.54g，經足量鹽酸洗滌．干燥后，沉淀質量為4.66g．部分沉淀溶于鹽酸為BaCO₃，部分沉淀不溶于鹽酸為BaSO₄，發生反應CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，因為BaCO₃+2HCl═BaCl₂+CO₂↑+H₂O而使BaCO₃溶解．因此溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺．
由條件可知BaSO₄為4.66g，物質的量為0.02mol，SO₃^2-物質的量濃度為：

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L，
BaCO₃為12.54g-4.66g═7.88g，物質的量為0.04mol，則CO₃^2-物質的量為0.04mol，CO₃^2-物質的量濃度為

0.04mol

0.1L

=0.4mol/L，
=0.4mol/L，
由上述分析可得，溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺，一定不存在Mg²⁺、Ba²⁺．而CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺物質的量分別為0.04mol、0.02mol、0.08mol，CO₃^2-、SO₄^2-所帶負電荷分別為0.04mol×2、0.02mol×2，共0.12mol，NH₄⁺所帶正電荷為0.08mol，所以一定含有鈉離子，鈉離子的物質的量最小是0.04mol，氯離子不能確定．
A、Na⁺一定存在，故A正確；
B、100mL溶液中含0.04mol碳酸根離子，故B錯誤；
C、氯離子是否存在無法確定，故C錯誤；
D、Mg²⁺、Ba²⁺一定不存在，故D錯誤．
故選A．

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Na⁺的確定易出現失誤．