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：K⁺、NH₄⁺、Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，現取三份100mL溶液進行下列實驗：
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生；
②第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到0.04mol氣體；
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；根據上述實驗，推測100mL該溶液中一定存在的離子以及計算這些離子的物質的量．

Answer 1

考點：離子方程式的有關計算,常見陽離子的檢驗,常見陰離子的檢驗

專題：計算題

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-；
②0.04mol為氨氣，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質的量為0.04mol；
③2.33g為硫酸鋇，6.27g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NH₄⁺，物質的量為0.04mol；
③不溶于鹽酸的2.33g為硫酸鋇，物質的量是0.01mol；6.27g沉淀是硫酸鋇和碳酸鋇，BaCO₃質量為6.27g-2.33g=3.94g，物質的量為0.02mol，故一定存在SO₄^2-、CO₃^2-，物質的量分別為：0.01mol、0.02mol．因而一定沒有 Mg²⁺、Ba²⁺；再根據電荷守恒，正電荷為：n（+）=n（NH₄⁺）=0.04mol；c（-）=2c（CO₃^2-）+2x（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^-；
答：NH₄⁺物質的量為0.04mol、K⁺物質的量≥0.02mol、SO₄^2-物質的量為0.01mol、CO₃^2-物質的量為0.02mol．

點評：本題考查常見陰、陽離子的檢驗，涉及到用電荷守恒推斷離子的存在，做題時需要細致分析，難度中等．