Question

某混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干：NH₄^＋ 、Cl^-、Mg^2＋、Ba^2＋、K^＋、CO₃^{2 -}、SO₄^{2 -}，现取三份100 mL溶液进行如下实验：① 第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生；② 第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04 mol；③ 第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀6.27 g，经足量盐酸洗涤、干燥，沉淀质量2.33 g。根据上述实验，以下推测正确的是

A．K^＋一定不存在

B．该溶液中含CO₃^{2 -}离子的浓度为0.1 mol/L

C．Cl^-可能存在

D．Ba^2＋一定不存在，Mg^2＋可能存在

Answer

C

【解析】

试题分析：根据题意，Ba2+和SO42-，可发生离子反应生成BaSO4沉淀，因此两者不能共存；Ba2+和CO32-可发生离子反应生成BaCO3沉淀，因此两者也不能共存；第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生，可能发生Cl-+Ag+═AgCl↓、CO32-+2Ag+═Ag2CO3↓、SO42-+2Ag+═Ag2SO4↓，所以可能含有Cl-、CO32-、SO42-。第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol，能和NaOH溶液加热产生气体的只能是铵根离子，而没有沉淀产生说明一定不存在Mg2+，故可确定一定含有铵根离子，一定不存在Mg2+。根据反应NH4++OH-NH3↑+H2O，产生NH3为0.04mol，可得NH4+也为0.04mol。第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤．干燥后，沉淀质量为2.33g．部分沉淀溶于盐酸为BaCO3，部分沉淀不溶于盐酸为BaSO4，发生反应CO32-+Ba2+═BaCO3↓、SO42-+Ba2+═BaSO4↓，因为BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O而使BaCO3溶解，因此溶液中一定存在CO32-、SO42-，一定不存在Ba2+。由条件可知BaSO4为2.33g，物质的量为2.33g÷233g/mol＝0.01mol，BaCO3为6.27g-2.33g=3.94g，物质的量为3.94g÷197g/mol=0.02mol，则CO32-物质的量为0.02mol，CO32-物质的量浓度为0.02mol÷0.1L=0.2mol/L，A．由上述分析可得，CO32-、SO42-、NH4+物质的量分别为0.02mol、0.01mol、0.04mol，CO32-、SO42-所带负电荷分别为0.02mol×2、0.01mol×2，共0.06mol，NH4+所带正电荷为0.04mol，根据溶液中电荷守恒，可知K+一定存在，且K+物质的量≥0.02mol，当K+物质的量＞0.02mol时，溶液中还必须存在Cl-，A错误；B．由上述分析可得，CO32-物质的量为0.02mol，CO32-物质的量浓度为0.02mol÷0.1L═0.2mol/L，B错误；C．由上述分析可得C正确；D．溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，Ba2+和CO32-、SO42-，可发生离子反应生成BaCO3沉淀、BaSO4沉淀，因此Ba2+一定不存在．同时第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体，没有产生沉淀，说明一定不含Mg2+，D错误，答案选C。

【考点定位】本题主要是考查离子的检验

【名师点晴】电荷守恒在离子反应定量推断试题中的应用

解与离子反应有关的定量推断类试题，需要掌握定量推断最后一种离子存在的方法：如果多种离子共存，且只有一种离子的物质的量未知，可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在，即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。离子推断解题基本思路