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14.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+、SO${\;}_{4}^{2-}$、CO32-,现取三份100mL溶液进行如下实验:
a.第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;
b.第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.04mol;
c.第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g.根据上述实验,回答下列问题
(1)该溶液中一定存在的离子是K+、NH4+、CO32-、SO42-,可能存在的离子是Cl-
(2)求一定存在的离子中阳离子的浓度或浓度的取值范围c(NH4+)=0.4mol•L-1;c(K+)≥0.2mol•L-1

分析 由I实验可知,向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生,白色沉淀为AgCl或碳酸银、硫酸银;
由Ⅱ可知,向第二份溶液中加入足量NaOH 溶液后加热,收集到0.896L(标准状况)气体,气体为氨气,其物质的量0.04mol,原溶液中一定含NH4+
由Ⅲ可知,向第三份溶液中加入足量BaCl2溶液,得到沉淀6.27g,沉淀经足量盐酸洗涤后剩余2.33g,则含SO42-的物质的量为$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol,含CO32-的物质的量为$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol,结合离子共存、电荷守恒解答.

解答 解:由I实验可知,向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生,白色沉淀为AgCl或碳酸银、硫酸银;
由Ⅱ可知,向第二份溶液中加入足量NaOH 溶液后加热,收集到0.896L(标准状况)气体,气体为氨气,其物质的量为0.04mol,原溶液中一定含NH4+,c(NH4+)=$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol•L-1,由Ⅲ可知,向第三份溶液中加入足量BaCl2溶液,得到沉淀6.27g,沉淀经足量盐酸洗涤后剩余2.33g,则含SO42-的物质的量为$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol,含CO32-的物质的量为$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol,由离子共存可知,一定不存在Fe3+、Mg2+,由电荷守恒可知,0.01mol×2+0.02mol×2>0.04mol,可知一定含阳离子K+,不能确定是否含Cl-
(1)由上述分析可知,一定存在K+、NH4+、CO32-、SO42-,一定不存在Ba2+、Mg2+,可能存在的离子是Cl-,故答案为:K+、NH4+、CO32-、SO42;Cl-
(2)由上述分析可知,原溶液中一定含NH4+,c(NH4+)=$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol•L-1,可能存在Cl-;由电荷守恒可知,没有氯离子时,c(K+)=$\frac{0.02mol×2+0.02mol×2}{0.1L}$=0.2mool/L,若是含有氯离子,则c(K+)>0.2 mol•L-1,所以c(K+)≥0.2 mol•L-1,故答案为:c(NH4+)=0.4mol•L-1;c(K+)≥0.2 mol•L-1

点评 本题考查物质的检验及推断,为高频考点,把握现象与反应、离子推断的关系为解答的关键,实验Ⅲ中白色沉淀为解答的突破口,侧重分析与计算、推断能力的考查,注意电荷守恒的应用,题目难度中等.

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N222.428
CO222.444
NH30℃,202KPa11.217
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