Question

19．有一混合物的水溶液，可能含有以下離子中的若干種：K⁺、NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，現(xiàn)取三份100mL溶液進行如下實驗：
第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生；
第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到0.03mol氣體；
第三份加足量BaCl₂溶液后，得到干燥沉淀4.30g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質量為2.33g
綜合上述實驗，你認為以下結論正確的是（　�。�

• A． 該混合液中一定含有：K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含Cl^-
• B． 該混合液中-定含有：NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含K⁺、Cl^-
• C． 該混合液中一定含有：NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-，可能含K⁺
• D． 該混合液中：c（K⁺）≥0.1mol/L  c（CO₃^2-）=0.1mol/L

Answer 1

分析 第一份溶液中加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，說明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
第二份溶液中產(chǎn)生的0.03mol為氨氣，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質的量為0.03mol；
第三份中2.33g為硫酸鋇，4.30g為硫酸鋇和碳酸鋇，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算出沉淀的物質的量及碳酸根離子的濃度；
再根據(jù)電荷守恒，得出一定存在鉀離子，并計算出鉀離子的濃度范圍，據(jù)此進行解答．

解答 解：第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，可能發(fā)生Cl^-+Ag⁺═AgCl↓、CO₃^2-+2Ag⁺═Ag₂CO₃↓、SO₄^2-+2Ag⁺═Ag₂SO₄↓，所以可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.03mol，能和NaOH溶液加熱產(chǎn)生氣體的只能是NH₄⁺，根據(jù)反應NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，產(chǎn)生NH₃為0.03mol，可得NH₄⁺也為0.03mol；
第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀4.30g，經(jīng)足量鹽酸洗滌．干燥后，沉淀質量為2.33g．部分沉淀溶于鹽酸為BaCO₃，部分沉淀不溶于鹽酸為BaSO₄，發(fā)生反應CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，因為BaCO₃+2HCl═BaCl₂+CO₂↑+H₂O而使BaCO₃溶解，因此溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺；
由條件可知BaSO₄為2.33g，物質的量為$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，BaCO₃為4.30g-2.33g═1.97g，物質的量為$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，
則CO₃^2-物質的量為0.02mol，CO₃^2-物質的量濃度為$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，
由上述分析可得，溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺，而CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺物質的量分別為0.01mol、0.01mol、0.03mol，CO₃^2-、SO₄^2-所帶負電荷分別為0.02mol×2、0.01mol×2，共0.06mol，NH₄⁺所帶正電荷為0.03mol，根據(jù)溶液中電荷守恒，可知K⁺一定存在，K⁺物質的量≥0.01mol，則鉀離子的濃度c（K⁺）≥$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，
所以溶液中該混合液中一定含有：K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含Cl^-，故A正確、BC錯誤；
溶液中c（K⁺）≥0.1mol/L  c（CO₃^2-）=0.1mol/L，故D正確；
故選AD．

點評 本題考查無機推斷，題目難度中等，明確常見離子的性質為解答關鍵，試題采用定性實驗和定量計算分析相結合的模式，增大了解題難度，明確常見離子的性質為解答關鍵，根據(jù)電荷守恒推斷鉀離子的存在情況為解答關鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及邏輯推理能力．