Question

已知NH₄⁺ + OH^－ NH₃↑ + H₂O，NH₃能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。現某溶液中可能含有下列6種離子中的某幾種：Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Cl^－、SO₄^2－、CO₃^2－。為確認溶液組成進行如下實驗：（1）取200 mL上述溶液，加入足量BaCl₂溶液，反應后將沉淀過濾、洗滌、干燥，得沉淀4.30g，向沉淀中加入過量的鹽酸，有2.33g沉淀不溶。（2）向（1）的濾液中加入足量的NaOH溶液，加熱，產生能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體1.12L（已換算成標準狀況，假定產生的氣體全部逸出）。由此可以得出關于原溶液組成的正確結論是

A．一定存在SO42－、CO32－、NH4+，可能存在Na+、K+、Cl－

B．一定存在SO42－、CO32－、NH4+、Cl－，一定不存在Na+、K+

C．c(CO32－)="0.01" mol/L，c(NH4+)＞c(SO42－)

D．如果上述6種離子都存在，則c(Cl－)＞c(SO42－)

Answer 1

D

試題分析：取少量該溶液加入BaCl₂溶液有白色沉淀生成，再加入足量鹽酸后，沉淀部分溶解，并有氣體生成，說明白色沉淀為BaCO₃和BaSO₄，則溶液中含有CO₃^2-、SO₄^2-；向（1）的濾液中加入足量的NaOH溶液，加熱，產生能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體，說明溶液中有NH₄⁺；另取上述原溶液少量，滴加用硝酸酸化的硝酸銀溶液，沒有明顯現象，說明溶液中沒有Cl^-．故溶液中一定存在SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺，一定不存在Cl^-，可能存在Na⁺、K⁺。沉淀4.30g為BaCO₃和BaSO₄的總量，又向沉淀中加入過量的鹽酸，有2.33g沉淀不溶，故BaSO₄的物質的量為(2.33g)/(233g/mol)="0.01mol," 則BaCO₃的的物質的量為0.01 mol，c(CO₃^2－)="0.01mol/0.2L=0.05" mol/L,又NH₄⁺ + OH^－ NH₃↑ + H₂O，且NH₃的物質的量為1.12L/(22.4L/mol)=0.05mol。則c(NH₄⁺)＞c(SO₄^2－)。如果上述6種離子都存在，則存在如下平衡：n(Na⁺)+ n(K⁺)+ n(NH₄⁺)= n(SO₄^2－) +n (CO₃^2－) +n (Cl^－)，即n(Na⁺)+ n(K⁺)+0.05mol=0.01mol+0.01mol+ n (Cl^－),故n (Cl^－)=0.03+ n(Na⁺)+ n(K⁺)﹥n(SO₄^2－)即c(Cl^－)＞c(SO₄^2－)。