Question

12．某溶液中只可能含有下列離子中的幾種：K⁺、NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺，（不考慮溶液中含有較少的H⁺和OH^-）．取200mL該溶液，分為兩等份進行下列實驗．
實驗Ⅰ：向第一份溶液中加人足量的燒堿溶液，產生的氣體在標準狀況下為224mL．
實驗Ⅱ：向第二份溶液中先加人足量的鹽酸，無現象，再加入足量的BaCl₂溶液．得到固體2.33g．
回答下列問題：
（1）由“實驗Ⅰ”可知，原溶液中肯定含有的離子為NH₄⁺其物質的濃度為0.1mol•L^-1
（2）由“實驗Ⅱ”可知，原溶液中肯定含有的離子為SO₄^2-其物質的量濃度為0.1mol•L^-1
（3）綜合以上信息可判斷，該溶液中一定含有K⁺（”一定含有“，”可能含有“或”一定不含有“），說明該判斷依據根據溶液中的電荷守恒，溶液呈電中性，則一定含有鉀離子，且鉀離子的濃度≥$\frac{0.01×2-0.01}{0.1}$mol/L=0.1mol/L．

Answer 1

分析 （1）第一份加入足量的燒堿并加熱會產生在標準狀況下為224mL氣體證明含有NH₄⁺，且物質的量為0.01mol；
（2）第二份先加入足量的鹽酸，無現象，再加足量的BaCl₂溶液，得固體2.33g，證明含有SO₄^2-，且物質的量為0.01mol，根據溶液呈電中性原理，判斷是否含有NO₃^-，據此即可解答；
（3）根據電荷守恒來判斷．

解答 解：Ⅰ、第一份加入足量的燒堿并加熱，因NH₄⁺+OH^-═NH₃↑+H₂O，會產生標準狀況下為224mL氣體，證明含有NH₄⁺，且物質的量為0.01mol；
Ⅱ、第二份先加入足量的鹽酸，無現象，再加足量的BaCl₂溶液，得固體2.33g，證明一定含有SO₄^2-，且物質的量為：n=$\frac{m}{M}$=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol；
根據溶液中的電荷守恒，溶液呈電中性，則一定含有鉀離子，且鉀離子的濃度≥$\frac{0.01×2-0.01}{0.1}$mol/L=0.1mol/L，所以該溶液中肯定含有NH₄⁺、S0₄^2-、K⁺；
如果K⁺的物質的量等于0.01mol，則不含NO₃^-，如果K⁺的物質的量大于0.01mol，則還應含有NO₃^-；
（1）由“實驗Ⅰ”可知，原溶液中肯定含有的離子為NH₄⁺，且物質的量為0.01mol，NH₄⁺物質的量濃度為$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L；故答案為：NH₄⁺；0.1；
（2）由“實驗Ⅱ”可知，原溶液中肯定含有的離子為SO₄^2-，其物質的量濃度為$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L；故答案為：0.1；
（3）根據溶液中的電荷守恒，溶液呈電中性，則一定含有鉀離子，且鉀離子的濃度≥$\frac{0.01×2-0.01}{0.1}$mol/L=0.1mol/L，
故答案為：根據溶液中的電荷守恒，溶液呈電中性，則一定含有鉀離子，且鉀離子的濃度≥$\frac{0.01×2-0.01}{0.1}$mol/L=0.1mol/L．

點評 本題考查了溶液中成分的鑒別，離子性質的分析判斷，依據物質的性質注意離子之間的反應以及現象是解答的關鍵，題目難度中等．