Question

5．某混合物水溶液，可能含有以下离子中的若干种：K⁺、NH₄⁺、Cl^-、Ca²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，现每次取100mL溶液分别进行下列实验：下列说法正确的是（　　）

实验编号	实验步骤	实验现象
②	加入AgNO3溶液	有沉淀产生
③	加入足量NaOH溶液后加热	收集气体0.896L（标准状况）
④	加入足量的BaCl2 溶液	得到沉淀6.27g，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，剩余2.33g

• A． c（K⁺）≥0.2 mol/L
• B． 一定存在的离子：Cl^-、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-
• C． 一定不存在的离子：Ca²⁺、K⁺、Cl^-
• D． c（K⁺）+c（NH₄⁺）=c（CO₃^2-）+c（SO₄^2-）

Answer 1

分析 ①加入AgNO₃溶液，有沉淀产生，溶液中可能含有：Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②加入足量NaOH溶液后加热有气体生成，说明溶液中有NH₄⁺，n（NH₄⁺）=n（NH₃）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol；
③加入足量BaCl₂ 溶液，得到沉淀6.27g，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，剩余2.33g，说明生成的沉淀能部分溶于盐酸，所以溶液中含有CO₃^2-、SO₄^2-，而不含Ca²⁺，据此进行判断．

解答 解：由②加入足量NaOH溶液后加热有气体生成，说明溶液中有NH₄⁺，n（NH₄⁺）=n（NH₃）=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol；
由③加入足量的BaCl₂ 溶液，得到沉淀6.27g，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，剩余2.33g，说明生成的沉淀能部分溶于盐酸，所以溶液中含有CO₃^2-、SO₄^2-，而不含 Ca²⁺；剩余2.33g是BaSO₄，n（SO₄^2- ）=n（BaSO₄）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol；BaCO₃的质量为m（BaCO₃）=6.27g-2.33g=3.94g，n（CO₃^2-）=n（BaCO₃）=$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol；
A．由电荷守恒 c（K⁺）+c（NH₄⁺）=2c（CO₃^2-）+2c（SO₄^2-），可知c（K⁺）=0.2 mol/L，但是不能确定有没有Cl^-，所以c（K⁺）≥0.2 mol/L，故A正确；
B．加入AgNO₃溶液，有沉淀产生，不能说明溶液中有Cl^-，因为CO₃^2-、SO₄^2-与AgNO₃溶液也能生成沉淀，故B错误；
C．根据A可知，溶液中一定存在钾离子，无法确定是否含有氯离子，故C错误；
D．不能确定溶液中是否含有氯离子，若含有氯离子，则c（K⁺）+c（NH₄⁺）＞2c（CO₃^2-）+2c（SO₄^2-），若不含氯离子，则满足：c（K⁺）+c（NH₄⁺）=2c（CO₃^2-）+2c（SO₄^2-），故D错误；
故选A．

点评 本题考查了常见离子的检验方法，题目难度中等，注意掌握常见离子的性质及检验方法，根据电荷守恒判断钾离子的存在情况为解答关键，也是易错点．