Question

某无色水溶液可能含有以下离子中的若干种：NH₄⁺、Cl^-、Fe²⁺、Ba²⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，现取三份100mL 的该溶液进行如下实验：①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生；②第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol； ③第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀6.27g，用足量盐酸洗涤、干燥后，剩余沉淀质量为2.33g．根据上述实验结果推测以下说法不正确的是（　　）

• A、Cl^-可能存在
• B、Ba²⁺一定不存在
• C、K⁺一定存在
• D、溶液中CO₃^2-浓度为0.1 mol/L

Answer 1

分析：无色溶液中一定不存在有色的离子：Fe²⁺，
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-；
②加入氢氧化钠产生气体，该0.04mol气体为氨气，说明溶液中一定含有NH₄⁺，且物质的量为0.04mol；
③2.33g为硫酸钡沉淀，其物质的量为0.01mol，6.27g为硫酸钡和碳酸钡，据此可以计算出碳酸钡的物质的量；
再根据电荷守恒，得出一定存在钾离子，据此进行判断．

解答：解：无色溶液中一定不存在有色的离子：Fe²⁺，
①与AgNO₃溶液有沉淀产生的离子有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②加足量NaOH溶液加热产生气体，气体是氨气，故一定有铵离子0.04mol；
③不溶于盐酸的2.33g沉淀为硫酸钡，硫酸钡的物质的量是：

2.33g

233g/mol

=0.01mol；6.27g沉淀是硫酸钡和碳酸钡，碳酸钡质量为：6.27g-2.33g=3.94g，碳酸钡物质的量为：

3.94g

197g/mol

=0.02mol，所以原溶液中一定存在：CO₃^2-、SO₄^2-，因而一定没不含Ba²⁺；
c（CO₃^2-）=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L，再根据电荷守恒，正电荷为：n（+）=n（NH₄⁺）=0.04mol；c（-）=2c（CO₃^2-）+2x（SO₄^2-）=0.06mol，故一定有K⁺，至少0.02mol；
根据以上分析可知：原溶液中一定存在的离子有NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定没有的离子Fe²⁺、Ba²⁺，可能存在Cl^-，所以ABC正确；
由于钾离子浓度为0.2mol/L，所以D错误，
故选D．

点评：本题考查离子的检验，采用定性实验和定量计算分析相结合的模式，增大了解题难度，同时涉及离子共存、离子反应等都是解题需注意的信息，尤其是K⁺的确定易出现失误．