Question

10．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⁺、NH₄⁺、Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)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6.27g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量為2.33g．
試回答下列問(wèn)題
（1）由實(shí)驗(yàn)②可知溶液中含有的離子為NH₄⁺，在100mL溶液中該離子的物質(zhì)的量濃度為0.4mol/L
（2）由實(shí)驗(yàn)③可以判斷中溶液中含有的離子為CO₃^2-、SO₄^2-
（3）由上述實(shí)驗(yàn)信息判斷下列說(shuō)法中正確的是AC
A．K⁺一定存在  B．100mL溶液中含0.01mol CO₃^2-C．Cl^-可能存在 D．Ba²⁺一定不存在，Mg²⁺可能存在．
（4）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，該溶液中是否有不能肯定其存在的離子？若有，則為進(jìn)一步確定其存在，應(yīng)該補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是取少量原溶液，加入足量Ba（NO₃）₂溶液后，靜置取上層清液加入AgNO₃溶液和稀HNO₃，如果有沉淀產(chǎn)生說(shuō)明存在Cl^-．

Answer 1

分析 ①加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②0.04mol氣體為氨氣，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質(zhì)的量為0.04mol；
③2.33g沉淀為硫酸鋇，6.27g沉淀為硫酸鋇和碳酸鋇的混合物；
再根據(jù)電荷守恒，得出一定存在鉀離子，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，與AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生的離子有：Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②加足量NaOH溶液加熱產(chǎn)生氣體，氣體是氨氣，故一定有銨離子0.04mol，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質(zhì)的量為0.04mol；
③不溶于鹽酸的2.33g為硫酸鋇，物質(zhì)的量為：$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol；6.27g沉淀是硫酸鋇和碳酸鋇，碳酸鋇質(zhì)量為6.27g-2.33g=3.94g，碳酸鋇的物質(zhì)的量為：$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol，故原溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，則一定沒(méi)有Mg²⁺、Ba²⁺；
再根據(jù)電荷守恒，正電荷為：n（+）=n（NH₄⁺）=0.04mol；c（-）=2c（CO₃^2-）+2c（SO₄^2-）=0.06mol，正電荷總物質(zhì)的量大于負(fù)電荷，故原溶液中一定有K⁺，至少為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(méi)有的離子Mg²⁺、Ba²⁺，可能存在Cl^-，
（1）由實(shí)驗(yàn)②可知溶液中含有0.04molNH₄⁺，在100mL溶液中該離子的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol/L，
故答案為：NH₄⁺；0.4mol/L；
（2）由實(shí)驗(yàn)③可以判斷中溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，則一定沒(méi)有Mg²⁺、Ba²⁺，
故答案為：CO₃^2-、SO₄^2-；
（3）A．根據(jù)分析可知，溶液中一定存在K⁺，故A正確；
B．100mL溶液中含0.02mol CO₃^2-，故B錯(cuò)誤；
C．溶液中可能含有Cl^-，故C正確；
D．溶液中一定沒(méi)有Mg²⁺、Ba²⁺，故D錯(cuò)誤；
故答案為：AC；
（4）溶液中可能含有氯離子，檢驗(yàn)原溶液中是否含有氯離子的操作方法為：取少量原溶液，加入足量Ba（NO₃）₂溶液后，靜置取上層清液加入AgNO₃溶液和稀HNO₃，如果有沉淀產(chǎn)生說(shuō)明存在Cl^-，
故答案為：取少量原溶液，加入足量Ba（NO₃）₂溶液后，靜置取上層清液加入AgNO₃溶液和稀HNO₃，如果有沉淀產(chǎn)生說(shuō)明存在Cl^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法，題目難度中等，注意掌握常見(jiàn)離子的化學(xué)性質(zhì)及檢驗(yàn)方法，本題中根據(jù)電荷守恒判斷鉀離子的存在為易錯(cuò)點(diǎn)，做題時(shí)需要細(xì)致分析．