Question

某溶液中可能含有下列6種離子中的某幾種：Cl^-、SO₄^2-、SO₃^2-、NH₄⁺、Na⁺．為確認溶液組成進行如下實驗：
①100mL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4.50g．若向該沉淀中加入過量的鹽酸，仍有2.33g沉淀不溶，同時產生能使濕潤的品紅試紙褪色的氣體．
②向①的濾液中加入足量的NaOH溶液，加熱，產生能促使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體0.56L（已換算成標準狀況，假定產生的氣體全部逸出）．
試問答下列問題：
（1）原溶液中，c（SO₃^2-）=

0.1mol/L

，c（NH₄⁺）=

0.25mol/L

．
（2）上述實驗過程中部分沉淀溶解于鹽酸時反應的離子方程式為

BaSO₃+2H⁺=Ba²⁺+SO₂↑+H₂O

．
（3）根據

電荷守恒

原理，原溶液中還有

Na⁺

離子存在，其濃度的范圍是

≥0.15mol/L

．

Answer 1

分析：根據實驗①現象判斷存在的離子，并通過方程式計算出其物質的量；
根據實驗②現象判斷存在的離子，并通過方程式計算出其物質的量；
（1）根據物質的量濃度公式來計算；
（2）根據亞硫酸鋇與鹽酸反應；
（3）根據電荷守恒；

解答：解：①加過量鹽酸后不溶物是硫酸鋇，溶解的是亞硫酸鋇，說明溶液中含有：SO₄^2-、SO₃^2-，硫酸鋇的物質的量為

2.33g

233g/mol

=0.01mol，根據SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，SO₄^2-的物質的量也為0.01mol，亞硫酸鋇的物質的量為

(4.50-2.33)g

217g/mol

=0.01mol，根據反應SO₃^2-+Ba²⁺=BaSO₃↓，可得SO₃^2-的物質的量也為0.01mol；
②產生能促使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體，該氣體為氨氣，說明溶液中含有NH₄⁺，氨氣的物質的量為

0.56L

22.4L/mol

=0.025mol，根據NH₄⁺+OH^-

加熱  .

NH₃+H₂O，NH₄⁺的物質的量是0.025mol，
（1）SO₃^2-的物質的量濃度為c（SO₃^2-）=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L，NH₄⁺的物質的量濃度為c（NH₄⁺）=

0.025mol

0.1L

0.25 mol/L，故答案為：0.1mol/L；0.25 mol/L；
（2）亞硫酸鋇與鹽酸反應：BaSO₃+2HCl=BaCl₂+SO₂↑+H₂O，故答案為：BaSO₃+2H⁺=Ba²⁺+SO₂↑+H₂O；   
（3）0.025molNH₄⁺的物質的量是0.025mol，即帶有0.025mol的正電荷；SO₄^2-和SO₃^2-各0.01mol，共帶有0.04mol負電荷，根據電荷守恒，一定還含有陽離子Na⁺，因為溶液中可能含有Cl^-，Na⁺的物質的量為≥0.04mol-0.025mol=0.015mol，濃度大于等于0.15mol/L，故答案為：≥0.15mol/L．

點評：本題主要根據實驗現象判斷存在的離子并進行計算，難度不大，注意電荷守恒的應用．