Question

300mL某溶液中可能含有Na^＋、NH₄^＋、Mg^2＋、Ba^2＋、CO₃^2－、SO₄^2－、Cl^－中的若干种，现将此溶液分成三等份，进行如下实验：

①向第一份中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀产生；

②向第二份中加足量KOH溶液并加热，收集到气体0.04 mol；（铵盐与碱共热可产生氨气）

③向第三份中加足量BaCl₂溶液，得到沉淀6.27g，加入足量盐酸充分反应后，剩余沉淀2.33g。根据上述实验，回答下列问题：

（1）实验③中生成沉淀的离子方程式为________，沉淀溶解的离子方程式为__________。

（2）溶液中一定不存在的离子有_________。

（3）实验①中加入AgNO₃溶液，有沉淀产生，能否说明原溶液中含有Cl^－?________（填“能”或“否”）理由是______________。

（4）推断钠离子是否存在并说明理由_________。若存在，计算其物质的量的浓度____________（若不存在，此问不作答）

Answer

Ba2+ + CO32- === BaCO3↓、Ba2+ + SO42- === BaSO4↓ BaCO3+2H+ === Ba2+ + CO2↑ + H2O Mg2+、Ba2+ 否 碳酸根、硫酸根、氯化银均为白色沉淀，无法确定是否含有Cl-(合理即可) 存在，经过计算可知，只有存在钠离子，溶液中才能保持电中性 c(Na+)≥0.2mol/L

【解析】

①向第一份中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，说明CO32-、SO42-、Cl-至少有一种，则无Ba2+；

②向第二份中加足量KOH溶液并加热，收集到气体0.04 mol，说明有0.04 mol NH4+；

③向第三份中加足量BaCl2溶液，得到沉淀6.27g，加入足量盐酸充分反应后，剩余沉淀2.33g，则含SO42-：，含CO32-：，可进一步判断无Mg2+。再根据电中性原则，可进一步判断Na+、Cl-存在的可能性。

根据上述实验，回答下列问题：

(1)根据分析可知，实验③加入的Ba2+分别和CO32-、SO42-反应生成沉淀，离子方程式为：Ba2+ + CO32- === BaCO3↓、Ba2+ + SO42- === Ba SO4↓，加入足量盐酸BaCO3溶解，离子方程式为：BaCO3+2H+ === Ba2+ + CO2↑+ H2O。答案为：Ba2+ + CO32- === BaCO3↓、Ba2+ + SO42- === BaSO4↓；BaCO3+2H+ === Ba2+ + CO2↑ + H2O

(2)根据分析可知，溶液中含有CO32-、SO42-，所以Mg2+、Ba2+一定不存在。答案为：Mg2+、Ba2+

(3)CO32-、SO42-、Cl- 都能和AgNO3溶液生成白色沉淀，所以实验①中加入AgNO3溶液生成白色沉淀，不能否说明原溶液中含有Cl-。答案为：否；碳酸根、硫酸根、氯化银均为白色沉淀，无法确定是否含有Cl-(合理即可)

(4)每一等份中：已知的阳离子NH4+所带正电荷为0.04 mol，已知的阴离子CO32-、SO42-所带负电荷为0.01 mol ×2+0.02 mol ×2=0.06 mol，大于已知的正电荷，根据电中性原则，一定有Na+，而Cl-不能确定，所以c(Na+)≥。答案为：存在，经过计算可知，只有存在钠离子，溶液中才能保持电中性；c(Na+)≥0.2mol/L