Question

6．今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K⁺、NH₄⁺、Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺、
CO₃^2-、SO₄^2-，现取三份各100mL溶液进行如下实验：（已知：NH₄⁺+OH^-═NH₃↑+H₂O）
第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生．
第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到0.08mol气体．
第三份加足量BaCl₂溶液后，得到干燥沉淀12.54g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为4.66g．．根据上述实验，回答以下问题：
（1）由第一份进行的实验推断该混合物是否一定含有Cl^-：不一定
（2）由第二份进行的实验得知混合物中应含有NH₄⁺离子，其物质的量浓度为0.8mol/L．
（3）由第三份进行的实验可知12.54g沉淀的成分为BaCO₃、BaSO₄，计算形成该沉淀的原混合物中各离子的物质的量CO₃^2-0.04mol、SO₄^2-0.02mol．
（4）综合上述实验，你认为以下结论正确的是A
A．该混合液中一定含有：K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含Cl^-，且n（K+）≥0.04mol
B．该混合液中一定含有：NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含K⁺、Cl^-
C．该混合液中一定含有：NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含Mg²⁺、K⁺、Cl^-
D．该混合液中一定含有：NH₄⁺、SO₄^2-，可能含Mg²⁺、K⁺、Cl^-．

Answer 1

分析 第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生，说明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
第二份中生成的0.08mol气体为氨气，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物质的量为0.08mol；
第三份中4.66g沉淀为硫酸钡，12.54g沉淀为硫酸钡和碳酸钡的混合物，再根据电荷守恒，得出一定存在钾离子，据此进行解答．

解答 解：（1）第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生，与AgNO₃溶液有沉淀产生的离子有：Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，则原溶液中不一定含有Cl^-，
故答案为：不一定；
（2）二份加足量NaOH溶液加热后，收集到0.08mol气体，该气体为氨气，发生反应为NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，原溶液中一定含有NH₄⁺，并且物质的量为0.08mol，浓度为：$\frac{0.08mol}{0.1L}$=0.8mol/L，
故答案为：NH₄⁺；0.8mol/L；
（3）不溶于盐酸的4.66g为硫酸钡，物质的量为：$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol；12.54g沉淀是硫酸钡和碳酸钡，碳酸钡质量为12.54g-4.66g=7.88g，碳酸钡的物质的量为：$\frac{7.88g}{197g/mol}$=0.04mol，故原溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，则一定没有与CO₃^2-、SO₄^2-反应的Mg²⁺、Ba²⁺；
再根据电荷守恒，正电荷为：n（+）=n（NH₄⁺）=0.08mol；n（-）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）=0.12mol，正电荷总物质的量小于负电荷，故原溶液中一定有K⁺，至少为0.04mol，不能确定是否存在Cl^-，
故答案为：BaCO₃、BaSO₄；CO₃^2- 0.04mol、SO₄^2- 0.02mol；
（4）根据以上分析可知，原溶液中一定含有：K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含Cl^-，且n（K+）≥0.04mol，
故答案为：A．

点评 本题考查常见离子的检验方法，题目难度中等，注意掌握常见离子的化学性质及检验方法，本题中根据电荷守恒判断钾离子的存在为易错点，做题时需要细致分析．