Question

9．今有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K⁺、NH₄⁺、Cl^-、Ca²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生；
第二份加入足量NaOH溶液加熱后，收集到0.08mol氣體；
第三份加入足量BaCl₂ 溶液后，得到干燥沉淀12.54g，經(jīng)足量的鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量為4.66g．
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，回答以下問題：
（1）由第一份進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)推斷該混合物是否一定含有Cl^-否（是或否）
（2）由第二份進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)可知混合物中應(yīng)含NH₄⁺離子，其物質(zhì)的量濃度為0.8mol/L．
（3）由第三份進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)可知12.54g 沉淀的成份為BaCO₃、BaSO₄．請計算形成該沉淀的原混合物中各離子的物質(zhì)的量n（CO₃^2-）=0.04mol、n（SO₄^2-）=0.02mol．
（4）綜合上述實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為以下結(jié)論正確的是A
A．該混合物中一定含有K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含有Cl^-，且n（K⁺）≥0.04mol
B．該混合物中一定含有NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含有Ca²⁺、K⁺、Cl^-
C．該混合物中一定含有NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含有K⁺、Cl^-
D．該混合物中一定含有NH₄⁺、SO₄^2-，可能含有Ca²⁺、K⁺、Cl^-．

Answer 1

分析 第一份：第一份加入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：加足量NaOH溶液加熱后生成的0.08mol氣體為氨氣，則溶液中一定含有NH₄⁺，且物質(zhì)的量為0.08mol；
第三份：根據(jù)題中信息可知4.66為硫酸鋇，n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，12.54g為硫酸鋇和碳酸鋇，所以碳酸鋇的物質(zhì)的量為$\frac{12.54g-4.66g}{197g/mol}$=0.04mol；再根據(jù)電荷守恒，正電荷為：n（+）=n（NH₄⁺）=0.08mol；n（-）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）=0.12mol，故一定有K⁺，至少0.04mol，濃度至少是0.8mol/L，以此來解答．

解答 解：第一份：第一份加入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：加足量NaOH溶液加熱后生成的0.08mol氣體為氨氣，則溶液中一定含有NH₄⁺，且物質(zhì)的量為0.08mol；第三份：根據(jù)題中信息可知4.66為硫酸鋇，n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol；12.54g為硫酸鋇和碳酸鋇，所以碳酸鋇的物質(zhì)的量為：$\frac{12.54g-4.66g}{197g/mol}$=0.04mol；再根據(jù)電荷守恒，正電荷為：n（+）=n（NH₄⁺）=0.08mol；n（-）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）=0.12mol，故一定有K⁺，至少0.04mol，濃度至少是0.8mol/L；
（1）由于碳酸根離子、硫酸根離子都能夠與銀離子反應(yīng)生成碳酸銀、硫酸銀沉淀，所以無法確定原溶液中是否存在氯離子，故答案為：否；
（2）加足量NaOH溶液加熱后，收集到0.08mol氣體，該氣體為氨氣，說明溶液中 一定存在NH₄⁺，銨離子的物質(zhì)的量濃度為c（NH₄⁺）=$\frac{0.08mol}{0.1L}$=0.8mol/L，
故答案為：NH₄⁺；0.8mol/L；
（3）加足量BaCl₂溶液后，得到干燥沉淀12.54g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量為4.66g，說明沉淀為硫酸鋇和碳酸鋇的混合物，其中4.66g為硫酸鋇沉淀，n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol；碳酸鋇沉淀的質(zhì)量為：12.54g-4.66g=7.88g，所以n（BaCO₃）=n（CO₃^2- ）=$\frac{7.88g}{197g/mol}$=0.04mol，
故答案為：BaCO₃、BaSO₄；n （CO₃^2-）=0.04mol、n（SO₄^2-）=0.02mol；
（4）由上述分析可知，溶液中一定存在：K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，可能含有Cl^-，若存在氯離子，鉀離子的物質(zhì)的量大于0.04mol；若不存在氯離子，鉀離子的物質(zhì)的量為0.04mol，只有A正確，故答案為：A．

點(diǎn)評 本題考查無機(jī)物的推斷，為高頻考點(diǎn)，把握離子之間的反應(yīng)、離子檢驗(yàn)、電荷守恒等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與推斷能力的考查，注意沉淀的成分、電荷守恒確定鉀離子，題目難度不大．