Question

15．某無色溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-和SO₄^2-．現(xiàn)每次取100mL進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生；
②第二份加入足量NaOH溶液，整個(gè)過程沒有沉淀產(chǎn)生，加熱，收集到氣體1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）
③第三份加入足量BaCl₂溶液后得干燥沉淀4.30g，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌，干燥后剩余2.33g．
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，肯定存在的離子有NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，肯定不存在的離子有Mg²⁺、Fe³⁺，還有一種離子不能確定是否存在，要檢驗(yàn)這種離子的實(shí)驗(yàn)操作方法是取少量樣品做焰色反應(yīng)，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察，若火焰呈紫色，則有K⁺．

Answer 1

分析 由①實(shí)驗(yàn)可知，向第一份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，白色沉淀為AgCl或碳酸銀、硫酸銀；
由②可知，向第二份溶液中加入足量NaOH 溶液后加熱，收集到1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，氣體為氨氣，其物質(zhì)的量為$\frac{1.12LL}{22.4L/mol}$=0.05mol，原溶液中一定含NH₄⁺；
由③可知，向第三份溶液中加入足量BaCl₂溶液，得到沉淀4.30g，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌后剩余2.33g，則含SO₄^2-的物質(zhì)的量為$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，含CO₃^2-的物質(zhì)的量為$\frac{4.30g-2.33g}{197g/mol}$=0.01mol，結(jié)合離子共存、電荷守恒解答．

解答 解：①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，白色沉淀為AgCl或碳酸銀、硫酸銀；
②向第二份溶液中加入足量NaOH 溶液后加熱，收集到1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，氣體為氨氣，其物質(zhì)的量為$\frac{1.12LL}{22.4L/mol}$=0.05mol，原溶液中一定含0.05molNH₄⁺；
③向第三份溶液中加入足量BaCl₂溶液，得到沉淀4.30g，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌后剩余2.33g，則含SO₄^2-的物質(zhì)的量為$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，含CO₃^2-的物質(zhì)的量為$\frac{4.30g-2.33g}{197g/mol}$=0.01mol，
溶液中一定存在NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，根據(jù)離子共存可知原溶液中一定不存在Fe³⁺、Mg²⁺，
由電荷守恒，總負(fù)電荷的物質(zhì)的量=0.01mol×2+0.01mol×2=0.04mol，總正電荷的物質(zhì)的量=0.05mol，可知一定含有Cl^-；
檢驗(yàn)鉀離子的方法為：取少量樣品做焰色反應(yīng)，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察，若火焰呈紫色，則有K⁺，
故答案為：NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；Mg²⁺、Fe³⁺；取少量樣品做焰色反應(yīng)，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察，若火焰呈紫色，則有K⁺．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的檢驗(yàn)及推斷，為高頻考點(diǎn)，題目難度中等，把握現(xiàn)象與反應(yīng)、離子推斷的關(guān)系為解答的關(guān)鍵，實(shí)驗(yàn)③中白色沉淀為解答的突破口，側(cè)重分析與計(jì)算、推斷能力的考查，注意電荷守恒的應(yīng)用．