Question

【题目】今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、NH4+、Cl-、Ba2+、CO32-、SO42-，现取三份各100mL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0.04mol气体。(3)第三份加足量BaCl2溶液后，得到干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g。综合上述实验，你认为以下结论正确的是（ ）

A.该混合液中一定含有：K+、NH4+、CO32-、SO42-、Cl-

B.该混合液中一定含有：NH4+、CO32-、SO42-，可能含K+、Cl-

C.该混合液中一定含有：NH4+、CO32-、SO42-、Cl-，可能含K+

D.该混合液中：c(K+)≥0.2mol/L，c(CO32-)=0.2mol/L

Answer 1

【答案】D

【解析】

(1)加入AgNO3溶液有沉淀产生，说明溶液中可能存在Cl-、CO32-、SO42-；

(2)0.04mol气体为氨气，溶液中一定含有NH4+，并且物质的量为0.04mol；

(3)2.33g沉淀为硫酸钡，6.27g沉淀为硫酸钡和碳酸钡的混合物；

再根据电荷守恒，得出一定存在钾离子，据此进行解答。

第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生，与AgNO3溶液有沉淀产生的离子有：Cl-、CO32-、SO42-；

第二份加足量NaOH溶液加热产生气体，气体是氨气，故一定有铵离子0.04mol，溶液中一定含有NH4+，且NH4+离子的物质的量为0.04mol；

第三份加足量BaCl2溶液后得到沉淀质量为6.27g，再足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g为硫酸钡，其物质的量n(BaSO4)==0.01mol，则n(SO42-)= n(BaSO4)=0.01mol ；6.27g沉淀是硫酸钡和碳酸钡，m(BaCO3)=6.27g-2.33g=3.94g，碳酸钡的物质的量n(BaCO3)==0.02mol，则n(CO32-)= n(BaCO3)=0.02mol，所以原溶液中一定存在CO32-、SO42-，由于CO32-、SO42- 与Ba2+会形成沉淀不能大量共存，因此一定没有Ba2+； 再根据电荷守恒，2n(SO42-)+2n(CO32-)=2×0.01mol+2×0.02mol=0.06mol，n(NH4+)=0.04mol<0.06mol，正电荷总物质的量小于负电荷的物质的量，故原溶液中一定有K+，其物质的量至少为0.06mol-0.04mol=0.02mol；

综合上述分析可以得出，一定存在的离子有：NH4+、K+、CO32-、SO42-，一定没有的离子Ba2+，可能存在Cl-，c(K+)≥0.02mol÷0.1L=0.2mol/L，c(CO32-)=0.02mol÷0.1L=0.2mol/L，c(SO42-)=0.01mol÷0.1L=0.1mol/L，c(NH4+)=0.04mol÷0.1L=0.4mol/L，故合理选项是D。