Question

现有某混合物的水溶液，含有以下离子中的若干种：Na⁺、NH₄⁺、Cl^-、Ba²⁺、HCO₃^-、SO₄^2-，取该溶液分别进行如下实验：
①取100mL，加足量NaOH溶液，加热，收集到标准状况下的气体448mL
②另取100mL，加足量Ba（OH）₂溶液，得到沉淀4.30克，再用足量盐酸洗涤，干燥后，沉淀质量为2.33克
（1）溶液中一定含有______离子，可能含有______．
（2）计算原溶液中一定存在的各阴离子的物质的量浓度．

Answer 1

解：①加足量NaOH溶液，加热，收集到标准状况下的气体448mL，气体是氨气，物质的量是0.02mol，说明溶液中一定存在0.02moNH₄⁺l；
②加足量Ba（OH）₂溶液，得到沉淀4.30克，再用足量盐酸洗涤，干燥后，沉淀质量为2.33克；2.33g沉淀是硫酸钡沉淀，物质的量是0.01mol；4.30克沉淀是硫酸钡和碳酸钡，其中碳酸钡质量是（4.30g-2.33g）=1.97g，物质的量是0.01mol；故溶液中一定含有0.1molHCO₃^-、0.01molSO₄^2-，故溶液中一定没有Ba²⁺；
再根据电荷守恒，溶液中的正电荷：n（NH₄⁺）=0.02mol，负电荷：n（HCO₃^-）+2n（SO₄^2-）=0.03mol，故溶液中一定含有Na⁺，物质的量是0.01mol；
（1）根据以上推断可知，溶液中一定存在的离子是：NH₄⁺、SO₄^2-、HCO₃^-、Na⁺；可能含有的离子是 Cl^-；
故答案为：NH₄⁺、SO₄^2-、HCO₃^-、Na⁺； Cl^-；
（2）溶液中阴离子有SO₄^2-、HCO₃^-，物质的量浓度分别是：c（HCO₃^-）=（4.30-2.33 ）g÷197g/mol÷0.1L=0.10mol/L；
c（SO₄^2-）=2.33g÷233g/mol÷0.1L=0.10mol/L；
故答案为：c（HCO₃^-）=0.10mol/L； c（SO₄^2-）=0.10mol/L．
分析：①产生的气体是氨气，物质的量是0.02mol，证明溶液中含有NH₄⁺；
②沉淀质量为2.33克是硫酸钡，物质的量是0.01mol；沉淀4.30克是碳酸钡和硫酸钡，其中碳酸钡是（4.30g-2.33g）=1.97g，物质的量是0.01mol；
再根据电荷守恒推断出钠离子一定存在．
点评：本题考查常见的离子检验及物质的量浓度的计算，注意通过计算判断钠离子的存在的方法，本题难度中等．