Question

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^-、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2－、SO₄^2－，现取三份100 mL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，收集到气体0．04 mol；

（3）第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀6．27 g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2．33 g。根据上述实验，以下推测正确的是

A．K⁺一定存在          B．100 mL溶液中含0．01 mol CO₃^2－

C．Cl^-一定不存在       D．Ba²⁺一定不存在，Mg²⁺可能存在

Answer

A

【解析】

试题分析：根据题意，Ba2+和SO42-，可发生离子反应生成BaSO4沉淀，因此两者不能大量共存．Ba2+和CO32-可发生离子反应生成BaCO3沉淀，因此两者也不能大量共存。第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生，可能发生Cl-+Ag+═AgCl↓、CO32-+2Ag+═Ag2CO3↓、SO42-+2Ag+═Ag2SO4↓，所以可能含有Cl-、CO32-、SO42-；第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0．04mol，能和NaOH溶液加热产生气体的只能是NH4+，而没有沉淀产生说明一定不存在Mg2+（Mg2+可以和OH-反应生产氢氧化镁沉淀），故可确定一定含有NH4+，一定不存在Mg2+，根据反应NH4++OH-NH3↑+H2O，产生NH3为0．04mol，可得NH4+也为0．04mol；第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6．27g，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CO32-+Ba2+═BaCO3↓、SO42-+Ba2+═BaSO4↓，因为BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O而使BaCO3溶解．因此溶液中一定存在CO32-、SO42-，一定不存在Ba2+，由条件可知BaSO4为2．33g，物质的量为=0．01mol，BaCO3为6．27g-2．33g═3．94g，物质的量为=0．02mol，则CO32-物质的量为0．02mol，CO32-物质的量浓度为=0．2mol/L，由上述分析可得，溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，一定不存在Mg2+、Ba2+．而CO32-、SO42-、NH4+物质的量分别为0．02mol、0．01mol、0．04mol，CO32-、SO42-所带负电荷分别为0．02mol×2、0．01mol×2，共0．06mol，NH4+所带正电荷为0．04mol，根据溶液中电荷守恒，可知K+一定存在，故A正确；由上述分析可得，BaCO3为6．27g-2．33g═3．94g，CO32-物质的量为0．02mol，故B错误；根据溶液中电荷守恒，可知K+一定存在，且K+物质的量≥0．02mol，当K+物质的量＞0．02mol时，溶液中还必须存在Cl-．因此当K+物质的量═0．02mol，溶液中不存在Cl-，当K+物质的量＞0．02mol时，溶液中一定存在Cl-，故C错误；溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，Ba2+和CO32-、SO42-可发生离子反应生成BaCO3↓、BaSO4↓而不共存，因此Ba2+一定不存在，同时第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体，没有产生沉淀，说明一定不含Mg2+，故D错误；故选A。

考点：考查了离子的检验、离子共存的相关知识。