Question

20．有一混合物水溶液，含有以下离子中的若干种：Na⁺、NH₄⁺、Cl^-、Ba²⁺、HCO₃^-、SO₄^2-，现各取100mL溶液分别进行如下实验：
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，收集到标准状况下的气体448mL
③第三份加足量Ba（OH）₂溶液，得沉淀4.30g，再用足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g．
根据上述实验，回答以下问题：
（1）由第一份进行的实验推断该混合物是否一定含有Cl^-：否；（填“是”或“否”）
（2）由第二份进行的实验可知混合物中应含有NH₄⁺离子，其物质的量浓度为0.2mol/L；
（3）由第三份进行的实验可知4.30g沉淀的成份为BaCO₃、BaSO₄，写出生成该沉淀的离子方程式：Ba²⁺+HCO₃^-+OH^-=BaCO₃↓+H₂O、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
（4）溶液中肯定存在的离子是Na⁺、NH₄⁺、HCO₃^-、SO₄^2-．

Answer 1

分析 ①第一份溶液加入AgNO₃溶液有沉淀产生，推得可能含有Cl^-、SO₄^2-；
②第二份溶液加足量NaOH溶液加热后收集到气体，推得一定含有NH₄⁺，且n（NH₄⁺）=n（NH₃）=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol；
③第三份加足量Ba（OH）₂溶液，得沉淀4.30g，再用足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g，
可知BaSO₄为2.33g，物质的量为0.01mol，BaCO₃为4.30g-2.33g═1.97g，物质的量为0.01mol，根据原子守恒，所以100mL该溶液中含0.1mol HCO₃^-，则HCO₃^-物质的量为0.01mol，因含有SO₄^2-，则一定不存在Ba²⁺，
根据溶液中阴阳离子的电荷守恒，即可推出Na⁺一定存在，以此解答该题．

解答 解：①第一份溶液加入AgNO₃溶液有沉淀产生，推得可能含有Cl^-、SO₄^2-；
②第二份溶液加足量NaOH溶液加热后收集到气体，推得一定含有NH₄⁺，且n（NH₄⁺）=n（NH₃）=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol；
③第三份加足量Ba（OH）₂溶液，得沉淀4.30g，再用足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g，
可知BaSO₄为2.33g，物质的量为0.01mol，BaCO₃为4.30g-2.33g═1.97g，物质的量为0.01mol，根据原子守恒，所以100mL该溶液中含0.1mol HCO₃^-，则HCO₃^-物质的量为0.01mol，因含有SO₄^2-，则一定不存在Ba²⁺，
根据溶液中阴阳离子的电荷守恒，即可推出Na⁺一定存在，
（1）第一份溶液加入AgNO₃溶液有沉淀产生，推得可能含有Cl^-、SO₄^2-，不能确定是否含有氯离子，故答案为：否；
（2）第二份溶液加足量NaOH溶液加热后收集到气体，推得一定含有NH₄⁺，且n（NH₄⁺）=n（NH₃）=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，则物质的量浓度为$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2 mol/L，
故答案为：NH₄⁺；0.2 mol/L；
（3）第三份加足量Ba（OH）₂溶液，得沉淀4.30g，再用足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g，可知BaSO₄为2.33g，物质的量为0.01mol，BaCO₃为4.30g-2.33g═1.97g，物质的量为0.01mol，发生反应HCO₃^-+Ba²⁺+OH^-═BaCO₃↓+H₂O、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，
故答案为：BaCO₃、BaSO₄；Ba²⁺+HCO₃^-+OH^-=BaCO₃↓+H₂O、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
（4）由以上分析可知一定含有Na⁺、NH₄⁺、HCO₃^-、SO₄^2-．故答案为：Na⁺、NH₄⁺、HCO₃^-、SO₄^2-．

点评 本题考查无机物的推断，为高频考点，侧重于学生分析、实验和计算能力的考查，题目采用定性实验和定量计算分析相结合的模式，增大了解题难度，同时涉及离子共存、离子反应等都是解题需注意的信息，尤其是钠离子的确定易出现失误．