Question

12．某溶液中只可能含有下列离子中的几种：K⁺、NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺，（不考虑溶液中含有较少的H⁺和OH^-）．取200mL该溶液，分为两等份进行下列实验．
实验Ⅰ：向第一份溶液中加人足量的烧碱溶液，产生的气体在标准状况下为224mL．
实验Ⅱ：向第二份溶液中先加人足量的盐酸，无现象，再加入足量的BaCl₂溶液．得到固体2.33g．
回答下列问题：
（1）由“实验Ⅰ”可知，原溶液中肯定含有的离子为NH₄⁺其物质的浓度为0.1mol•L^-1
（2）由“实验Ⅱ”可知，原溶液中肯定含有的离子为SO₄^2-其物质的量浓度为0.1mol•L^-1
（3）综合以上信息可判断，该溶液中一定含有K⁺（”一定含有“，”可能含有“或”一定不含有“），说明该判断依据根据溶液中的电荷守恒，溶液呈电中性，则一定含有钾离子，且钾离子的浓度≥$\frac{0.01×2-0.01}{0.1}$mol/L=0.1mol/L．

Answer 1

分析 （1）第一份加入足量的烧碱并加热会产生在标准状况下为224mL气体证明含有NH₄⁺，且物质的量为0.01mol；
（2）第二份先加入足量的盐酸，无现象，再加足量的BaCl₂溶液，得固体2.33g，证明含有SO₄^2-，且物质的量为0.01mol，根据溶液呈电中性原理，判断是否含有NO₃^-，据此即可解答；
（3）根据电荷守恒来判断．

解答 解：Ⅰ、第一份加入足量的烧碱并加热，因NH₄⁺+OH^-═NH₃↑+H₂O，会产生标准状况下为224mL气体，证明含有NH₄⁺，且物质的量为0.01mol；
Ⅱ、第二份先加入足量的盐酸，无现象，再加足量的BaCl₂溶液，得固体2.33g，证明一定含有SO₄^2-，且物质的量为：n=$\frac{m}{M}$=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol；
根据溶液中的电荷守恒，溶液呈电中性，则一定含有钾离子，且钾离子的浓度≥$\frac{0.01×2-0.01}{0.1}$mol/L=0.1mol/L，所以该溶液中肯定含有NH₄⁺、S0₄^2-、K⁺；
如果K⁺的物质的量等于0.01mol，则不含NO₃^-，如果K⁺的物质的量大于0.01mol，则还应含有NO₃^-；
（1）由“实验Ⅰ”可知，原溶液中肯定含有的离子为NH₄⁺，且物质的量为0.01mol，NH₄⁺物质的量浓度为$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L；故答案为：NH₄⁺；0.1；
（2）由“实验Ⅱ”可知，原溶液中肯定含有的离子为SO₄^2-，其物质的量浓度为$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L；故答案为：0.1；
（3）根据溶液中的电荷守恒，溶液呈电中性，则一定含有钾离子，且钾离子的浓度≥$\frac{0.01×2-0.01}{0.1}$mol/L=0.1mol/L，
故答案为：根据溶液中的电荷守恒，溶液呈电中性，则一定含有钾离子，且钾离子的浓度≥$\frac{0.01×2-0.01}{0.1}$mol/L=0.1mol/L．

点评 本题考查了溶液中成分的鉴别，离子性质的分析判断，依据物质的性质注意离子之间的反应以及现象是解答的关键，题目难度中等．