Question

18．某一混合物的无色水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：Na⁺、K⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，现取2份100mL溶液进行如下实验：
（1）第一份溶液中加入硝酸银溶液，有沉淀生成；
（2）第二份溶液中加入足量的氯化钡溶液后，过滤、常温干燥得4.30g沉淀，经盐酸洗涤干燥后，沉淀质量为2.33g．
根据上述实验事实，以下推断，正确的是（　　）

• A． Ba²⁺一定不存在，Cu²⁺可能存在
• B． 一定存在Cl^-
• C． 100 mL溶液中含有0.02 mol的CO₃^2-
• D． c（Na⁺）+c（K⁺）≥0.4 mol/L

Answer 1

分析 无色溶液中不会存在有色的Cu²⁺；
（1）第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生，说明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
（2）第二份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀4.30g，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CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，因为BaCO₃+2HCl═BaCl₂+CO₂↑+H₂O而使BaCO₃溶解．因此溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺；不溶的2.33g为BaSO₄，物质的量为：$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，BaCO₃为4.30g-2.33g═1.97g，物质的量为：$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，则CO₃^2-物质的量为0.01mol，据此进行判断．

解答 解：无色溶液中不会存在有色的Cu²⁺；第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生，说明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
第二份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀4.30g，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CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，因为BaCO₃+2HCl═BaCl₂+CO₂↑+H₂O而使BaCO₃溶解．因此溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺；不溶的2.33g为BaSO₄，物质的量为：$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，BaCO₃为4.30g-2.33g═1.97g，物质的量为：$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，则CO₃^2-物质的量为0.01mol，
A．根据分析可知，溶液中一定存在Ba²⁺，一定不存在Cu²⁺，故A错误；
B．无法确定是否含有氯离子，故B错误；
C.100mL溶液中含有0.01mol碳酸根离子，故C错误；
D．溶液中一定存在0.01molCO₃^2-、0.01molSO₄^2-，根据电荷守恒可知溶液中至少存在0.04mol正电荷，可能为Na⁺、K⁺，则c（Na⁺）+c（K⁺）≥$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol/L，故D正确；
故选D．

点评 本题考查离子的检验方法，题目难度中等，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、离子反应等知识，明确离子的性质及检验方法为解答关键．