Question

3．某澄清溶液可能含有以下离子中的若干种：K⁺、Cl^-、NH₄⁺、Mg²⁺、CO₃^2-、Ba²⁺、SO₄^2-，现取3份100mL该溶液分别进行如下实验：

实验序号	实验内容	实验结果
1	加AgNO3溶液	有白色沉淀生成
2	加足量NaOH溶液并加热	收集到气体0.672L （已折算成标准状况下的体积）
3	加足量 BaCl2溶液时，对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量；再向沉淀中加足量的稀盐酸，然后干燥、称量	第一次称量读数为4.3g， 第二次称量读数为2.33g

试回答下列问题：
（1）根据实验判断混合物中一定存在的离子是K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，无法确定的离子是Cl^-．
（2）写出实验2中发生反应的离子方程式NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．
（3）为了进一步确定可能存在的离子，请设计可行的实验方案：取少量待测液于试管中滴加稀硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则说明原溶液中含有Cl^-．

Answer 1

分析 ①加入AgNO₃溶液有沉淀产生，说明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②0.672L气体为氨气，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物质的量为$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol；
③2.33g沉淀为硫酸钡，4.3g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，以此解答该题．

解答 解：①加入AgNO₃溶液有沉淀产生，说明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②0.672L气体为氨气，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物质的量为$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol；
③2.33g沉淀为硫酸钡，4.3g沉淀为硫酸钡和碳酸钡的混合物，说明含有CO₃^2-、SO₄^2-，则一定不含有Mg²⁺、Ba²⁺，
（1）由以上分析，且据电荷守恒可知，正电荷为：n（+）=n（NH₄⁺）=0.03mol；n（-）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）=$\frac{4.3g-2.33g}{197g/mol}$×2+$\frac{2.33g}{233g/mol}$×2=0.04mol，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0.01mol；不能确定是否存在Cl^-，
故答案为：K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-；Cl^-；
（2）实验2中发生反应的离子方程式为NH₄⁺+OH^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，故答案为：NH₄⁺+OH^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
（3）检验是否含有Cl^-，可取少量待测液于试管中滴加稀硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则说明原溶液中含有Cl^-，
故答案为：取少量待测液于试管中滴加稀硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则说明原溶液中含有Cl^-．

点评 本题考查无机物的推断，侧重考查常见阴、阳离子的检验方法，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．