Question

有一混合物水溶液，可能含有以下離子中的若干種：K⁺、NH

+ 4

、Cl^-、Mg²⁺、Fe³⁺、CO

2- 3

、SO

2- 4

，現各取100mL溶液三份進行實驗．
（1）向第一份加入AgNO₃溶液，有白色沉淀產生；
（2）向第二份加入足量NaOH溶液后加熱，收集氣體0.896L（標準狀況）；
（3）向第三份加入足量的BaCl₂溶液，得到沉淀6.27g，沉淀經足量鹽酸洗滌后，剩余2.33g．
試回答下列問題：（1）肯定存在的離子有

 

，肯定不存在的離子

 

可能存在的離子是

 

，
（2）試分別確定肯定存在的陽離子在原溶液中各自的物質的量濃度．
（3）寫出（3）步驟中反應的離子反應方程式．

Answer 1

考點：常見陽離子的檢驗,常見陰離子的檢驗

專題：物質檢驗鑒別題

分析：①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生．說明可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.896L（標準狀態下），證明一定含有NH₄⁺；生成的氣體為氨氣物質的量=

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol；
③第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀6.27g，經足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質量為2.33g．證明原溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-；生成沉淀BaSO₄物質的量=

2.33g

233g/mol

=0.01mol；生成的沉淀BaCO₃物質的量=

6.27g-2.33g

197g/mol

=0.02mol；依據離子共存可知溶液中一定不含Mg²⁺、Fe³⁺，根據電荷守恒，存在K⁺，Cl^-不能確定．

解答： 解：依據題干信息分析：①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生．說明可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.896L（標準狀態下），證明一定含有NH₄⁺；生成的氣體為氨氣物質的量=

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol；
③第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀6.27g，經足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質量為2.33g．證明原溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-；生成沉淀BaSO₄物質的量=

2.33g

233g/mol

=0.01mol；生成的沉淀BaCO₃物質的量=

6.27g-2.33g

197g/mol

=0.02mol；依據離子共存可知溶液中一定不含Mg²⁺、Fe³⁺．
（1）根據以上推斷，一定含有CO₃^2-、SO₄^2-；NH₄⁺，一定不含Mg²⁺、Fe³⁺．
正電荷=0.04mol，負電荷=0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，所以一定含有另一種陽離子K⁺；氯離子可能含有；
故答案為：NH

+ 4

、CO

2- 3

、SO

2- 4

、K⁺，Mg²⁺、Fe³⁺，Cl^-；
（2）原溶液中，肯定存在的各離子的物質的量濃度分別為：C（CO₃^2-）=

0.02mol

0.1L

0.01mol

0.1L

=0.2mol/L；
C（SO₄^2- ）=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L；C（NH₄⁺）=

0.04mol

0.1L

=0.4mol/L；依據溶液中電荷守恒得到：C（K⁺）+C（NH₄⁺）=2C（SO₄^2-）+2C（CO₃^2-）；C（K⁺）=0.2mol/L，若溶液中含有氯離子，則C（K⁺）＞0.2mol/L；
答：c（NH

+ 4

）=0.4 mol?L^-1　c（K⁺）≥0.2 mol?L^-1；
（3）實驗（3）是鋇離子與碳酸根離子反應生成碳酸鋇，鋇離子和硫酸根離子生成硫酸鋇，碳酸鋇與鹽酸反應生成二氧化碳氣體，反應的離子方程式為：
Ba²⁺+CO₃^2-═BaCO₃↓，Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓，BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+CO₂↑+H₂O，
答：反應（3）離子方程式為：Ba²⁺+CO₃^2-═BaCO₃↓，Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓，BaCO₃+2H⁺═Ba²⁺+CO₂↑+H₂O．

點評：本題考查了常見離子檢驗方法的應用，離子物質的量的簡單計算，溶液中電荷守恒的應用，性質和反應現象是判斷的依據，溶液電中性是判斷離子存在的關鍵．