Question

【题目】今有一澄清溶液，只可能含有下表中的若干种离子(存在的离子均大量)：

阳离子	K＋、NH4+、H＋、Ba2＋
阴离子	Cl－、CO32-、SO42-、OH－

现取三份上述澄清溶液各100 mL，分别进行以下实验：

①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生；

②第二份加入足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04 mol；

③第三份加入足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27 g，经足量盐酸洗涤，干燥后，沉淀质量为2.33 g。

请回答下列问题：

（1）100 mL溶液中c(SO42-)＝________________。

（2）第二份加入NaOH溶液产生气体的离子方程式___________________________。

（3）6.27 g沉淀的成分是______________ (用化学式表示)。

（4）上述澄清溶液中除SO42-以外，一定大量存在的离子是__________________。

Answer 1

【答案】 0.1 mol·L－1 NH4++OH- NH3↑+H2O BaSO4、BaCO3 CO32-、K+、NH4+

【解析】根据题意，Ba2+和SO42-，可发生离子反应生成BaSO4沉淀，因此两者不能大量共存．Ba2+和CO32-可发生离子反应生成BaCO3沉淀，因此两者也不能大量共存

第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生，可能发生Cl-+Ag+═AgCl↓、CO32-+2Ag+═Ag2CO3↓、SO42-+2Ag+═Ag2SO4↓，所以可能含有Cl-、CO32-、SO42-

第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol，能和NaOH溶液加热产生气体的只能是NH4+，而没有沉淀产生说明一定不存在Mg2+（Mg2+可以和OH-反应生产氢氧化镁沉淀）．故可确定一定含有NH4+，一定不存在Mg2+

根据反应NH4++OH—NH3↑+H2O，产生NH3为0.04mol，可得NH4+也为0.04mol．

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．部分沉淀溶于盐酸为BaCO3，部分沉淀不溶于盐酸为BaSO4，发生反应CO32-+Ba2+═BaCO3↓、SO42-+Ba2+═BaSO4↓

因为BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O而使BaCO3溶解．因此溶液中一定存在CO32-、SO42-，一定不存在Ba2+．

由条件可知BaSO4为2.33g，物质的量为2.33/233=0.01mol，BaCO3为6.27g-2.33g═3.94g，物质的量为3.94/197=0.02mol，则CO32-物质的量为0.02mol

由上述分析可得，溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，一定不存在Mg2+、Ba2+．而CO32-、SO42-、NH4+物质的量分别为0.02mol、0.01mol、0.04mol，CO32-、SO42-所带负电荷分别为0.02mol×2、0.01mol×2，共0.06mol，NH4+所带正电荷为0.04mol，根据溶液中电荷守恒，可知K+一定存在，K+物质的量≥0.02mol，当K+物质的量＞0.02mol时，溶液中还必须含有Cl—