1、
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+、CO32﹣、SO42﹣ , 现取三份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,收集到气体0.04mol
③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.根据上述实验,以下推测正确的是( )
A.K+不一定存在
B.100 mL溶液中含0.01 mol CO32﹣
C.Cl﹣可能存在
D.Ba2+一定不存在,Mg2+可能存在
C
解:A.根据题意,Ba2+和SO42﹣ , 可发生离子反应生成BaSO4↓,因此两者不能共存.Ba2+和CO32﹣可发生离子反应生成BaCO3↓,因此两者也不能共存. 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+ . 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,K+物质的量≥0.02mol,当K+物质的量>0.02mol时,溶液中还必须含有Cl﹣ . 故A错误;
B.由上述分析可得,100 mL溶液中含CO32﹣物质的量为0.02mol,故B错误;
C.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,
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﹣ , 故C正确;
D.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↓,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:C.
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