Question

由几种离子化合物组成的混合物，含有以下离子中的若干种：K^＋、Cl^－、NH₄⁺、Mg^2＋、CO₃^2－、Ba^2＋、SO₄^2－。将该混合物溶于水后得澄清溶液，现取3份 100 mL该溶液分别进行如下实验：

实验序号	实验内容	实验结果
1	加入AgNO3溶液	有白色沉淀生成
2	加入足量NaOH溶液并加热	收集到气体0.896L（换算成标准状况）
3	加入足量BaCl2溶液,，将所得沉淀洗涤、干燥、称重；再向沉淀中加足量的稀盐酸，洗涤、干燥、称重	第一次称重读数为6.27g，第二次称重读数为2.33g

已知加热时NH₄⁺+OH^－NH₃↑+H₂O,回答下列问题：

（1）判断混合物中Cl^－是否一定存在          _。（填“是”或“否”）

（2）写出溶液中一定存在的离子及其物质的量浓度：                   。

Answer

（1）否 （2）c（SO42－）=0.1mol/L

c（CO32－）=0.2mol/L c（NH4+）=0.4mol/L c（K+）≥0.2mol/L

【解析】

试题分析：，某溶液中含有以下离子中的若干种：K＋、Cl－、NH4+、Mg2＋、CO32－、Ba2＋、SO42－。取100mL溶液，向其中加入AgNO3溶液，反应产生白色沉淀，可能是产生AgCl白色沉淀，也可能是产生Ag2SO4沉淀，因此不能确定是否含Cl-；向100mL溶液中加入足量NaOH溶液并加热，收集到气体0.896L（换算成标准状况），证明含有NH4+，根据氮元素守恒可得n（NH4+）=n（NH3）=0.869L÷22.4L/mol=0.04mol；向100mL溶液中加入足量BaCl2溶液,，将所得沉淀洗涤、干燥、称重；再向沉淀中加足量的稀盐酸，洗涤、干燥、称重，第一次称重读数为6.27g，第二次称重读数为2.33g，说明溶液中含CO32—和SO42—，n（SO42—） =2.33g÷233g/mol=0.01mol，n（CO32—）=（6.27g-2.33g） ÷197g/mol=0.02mol，由于CO32—、SO42—与Ba2＋、Mg2＋会形成BaCO3、MgCO3、BaSO4沉淀而不能大量共存，因此一定不含Ba2＋、Mg2＋；已知阳离子的正电荷：NH4+：0.04mol；负电荷总数是：0.02mol×2+0.01×2=0.06mol，大于阳离子带有的正电荷总数，根据溶液呈电中性可知溶液中还应该含有阳离子K＋，其物质的量是0.06mol- 0.0=mol =0.02mol。

（1）根据实验1对Cl－是否存在的判断是不能确定；

（2）根据实验1～3判断混合物中一定存在的离子是NH4+、CO32－、SO42－，其浓度分别是c（NH4+）=0.04mol÷0.1L＝0.4mol/L、c（CO32－）=0.02mol÷0.1L＝0.2mol/L、c（SO42－）=0.01mol÷0.1L＝0.1mol/L；由于氯离子不能确定，则K＋的物质的量≥0.02mol，所以其浓度c（K+）≥0.02mol÷0.1L＝0.2mol/L。

【考点定位】考查溶液成分的确定

【名师点睛】根据离子的特征反应及离子间的共存情况，进行离子推断时要遵循以下三条原则：（1）互斥性原则。判断出一定有某种离子存在时，将不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没有的离子。（2）电中性原则。溶液呈电中性，溶液中一定有阳离子和阴离子，不可能只有阳离子或阴离子。（3）进出性原则。离子检验时，加入试剂会引入新的离子，某些离子在实验过程中可能消失（如溶液中的AlO在酸过量时转化为Al3＋），则原溶液中是否存在该种离子无法判断。解答时，首先，必须以扎实全面的基础知识作后盾。扎实全面的基础知识是考生认真、准确解答试题的前提和基础。例如考生要对离子的性质、离子的特征、离子间的反应关系要有准确全面的认识。其次，必须要有正确清晰的解题思路和正确灵活的解题方法。