Question

6．今有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K⁺、NH${\;}_{4}^{+}$、Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺、CO${\;}_{3}^{2-}$、SO${\;}_{4}^{2-}$，現取三份溶液各100mL進行如下實驗：
（1）第一份加入AgNO₂溶液有沉淀產生．
（2）第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol．
（3）第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀6.63g，經足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質量為4.66g．（已知NH${\;}_{4}^{+}$與OH^-的反應為NH${\;}_{4}^{+}$+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O）根據上述實驗，以下推測中不正確的是（　　）

• A． 100mL溶液中一定只有0.02molK⁺
• B． 溶液中CO${\;}_{3}^{2-}$濃度為0.1mol/L
• C． 不能確定Cl^-是否存在
• D． Ba²⁺和Mg²⁺一定不存在

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-；
（2）0.04mol為氨氣，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質的量為0.04mol；
（3）4.66g為硫酸鋇，6.63g為硫酸鋇和碳酸鋇；再根據電荷守恒，得出一定存在鉀離子．

解答 解：（1）與AgNO₃溶液有沉淀產生的離子有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；（2）加足量NaOH溶液加熱產生氣體，氣體是氨氣，故一定有銨離子0.04mol；
（3）不溶于鹽酸的4.66g為硫酸鋇，物質的量是：$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol；6.63g沉淀是硫酸鋇和碳酸鋇，碳酸鋇質量為6.63g-4.66g=1.97g，碳酸鋇的物質的量為：$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，故一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，因而一定沒有 Mg²⁺、Ba²⁺；
根據質量守恒可知：n（CO₃^2-）=n（BaCO₃）=0.01 mol，n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=0.02mol，
再根據電荷守恒，正電荷為：n（+）=n（NH₄⁺）=0.04mol；c（-）=2c（CO₃^2-）+2c（SO₄^2-）=0.06mol，故一定有K⁺，至少0.02mol；
綜合以上可以得出，一定存在的離子有NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定沒有的離子Mg²⁺、Ba²⁺，可能存在Cl^-，
A．根據以上推斷，一定存在鉀離子，其物質的量≥0.02mol，故A錯誤；
B．碳酸根離子的物質的量是0.01mol，濃度為：$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，故B正確；
C．不能確定是否含有氯離子，故C正確；
D．溶液中一定沒有的離子Mg²⁺、Ba²⁺，故D正確；
故選A．

點評 本題考查常離子的檢驗方法，題目難度中等，明確常見離子的性質及檢驗方法為解答關鍵，利用電荷守恒推斷鉀離子的存在情況為易錯點，試題培養了學生的分析能力及邏輯推理能力．