Question

5．在c（Na⁺）為0.5mol•L^-1的某溶液中，還可能含有下表中的若干離子．

陽離子	NH4+、Mg2+
陰離子	Cl-、CO32-、SO42-、NO3-

取該溶液100mL進行如下實驗（不考慮氣體的溶解且氣體體積是在標準狀況下測定的）．

序號	實驗內(nèi)容	實驗現(xiàn)象
Ⅰ	向該溶液中加入足量Ba（OH）2溶液并加熱	產(chǎn)生6.27g白色沉淀并放出1.12L有刺激性氣味的氣體
Ⅱ	將Ⅰ得到的沉淀中滴加足量的稀鹽酸	有氣體放出，沉淀變?yōu)?.33g
Ⅲ	向Ⅱ反應(yīng)后的濾液中滴加AgNO3溶液	有白色沉淀產(chǎn)生

試回答下列問題．
（1）由實驗Ⅰ、Ⅱ可以得出的結(jié)論是原溶液中一定存在的離子有NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-．
（2）實驗Ⅱ中沉淀被溶解的離子方程式為BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O，Mg²⁺與CO₃^2-不能大量共存的原因是Mg²⁺+CO₃^2-=MgCO₃↓（用離子方程式表示）．
（3）由實驗Ⅲ得出原溶液中含有Cl^-，你認為該觀點是否正確？不正確（填“正確”或“不正確”），原因是步驟Ⅱ加入了氯離子．
（4）填寫下表中各離子的濃度（能計算出的，填寫計算結(jié)果，一定不存在的離子填“×”）

陰離子	NH4+	Mg2+	CO32-	SO42-
c/mol•L-1	0.5mol/L	×	0.2mol/L	0.1mol/L

（5）你認為原溶液中是否存在NO₃^-？不能確定（填“存在”、“不存在”或“不能確定”）．原溶液中同時存在Cl^-和NO₃^-，則c（NO₃^-）+c（Cl^-）=0.4mol•L^-1．

Answer 1

分析 取該溶液100mL進行如下，不考慮氣體的溶解且氣體體積是在標準狀況下測定的：
Ⅰ．實驗向該溶液中加入足量Ba（OH）₂溶液并加熱，產(chǎn)生6.27g白色沉淀并放出1.12L有刺激性氣味的氣體，判斷氣體為氨氣，n（NH₃）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.01mol，說明原溶液中含有NH₄⁺，白色沉淀可能為碳酸鋇、硫酸鋇、氫氧化鎂等；
Ⅱ．將Ⅰ得到的沉淀中滴加足量的稀鹽酸，有氣體放出，說明沉淀中一定含BaCO₃，沉淀變?yōu)?.33g，有不溶于酸的沉淀判斷為BaSO4，說明原溶液中一定CO₃^2-、SO₄^2-，則一定不含Mg²⁺，溶解的沉淀質(zhì)量為BaCO₃物質(zhì)的量=$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol，BaSO₄沉淀物質(zhì)的量=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，
Ⅲ．向Ⅱ反應(yīng)后的濾液中滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀產(chǎn)生說明生成的為AgCl沉淀，但不能證明原溶液中是否含有氯離子，步驟Ⅱ中 加入了鹽酸含有氯離子．

解答 解：取該溶液100mL進行如下，不考慮氣體的溶解且氣體體積是在標準狀況下測定的：
Ⅰ．實驗向該溶液中加入足量Ba（OH）₂溶液并加熱，產(chǎn)生6.27g白色沉淀并放出1.12L有刺激性氣味的氣體，判斷氣體為氨氣，n（NH₃）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，說明原溶液中含有NH₄⁺，白色沉淀可能為碳酸鋇、硫酸鋇、氫氧化鎂等；
Ⅱ．將Ⅰ得到的沉淀中滴加足量的稀鹽酸，有氣體放出，說明沉淀中一定含BaCO₃，沉淀變?yōu)?.33g，有不溶于酸的沉淀判斷為BaSO₄，說明原溶液中一定CO₃^2-、SO₄^2-，則一定不含Mg²⁺，溶解的沉淀質(zhì)量為BaCO₃物質(zhì)的量=$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol，BaSO₄沉淀物質(zhì)的量=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，
Ⅲ．向Ⅱ反應(yīng)后的濾液中滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀產(chǎn)生說明生成的為AgCl沉淀，但不能證明原溶液中是否含有氯離子，步驟Ⅱ中 加入了鹽酸含有氯離子；
（1）由實驗Ⅰ、Ⅱ可以得出的結(jié)論是原溶液中一定存在的離子有NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，
故答案為：NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-；
（2）實驗Ⅱ中沉淀被溶解是碳酸鋇被鹽酸溶解，反應(yīng)的離子方程式為：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O，Mg²⁺與CO₃^2-不能大量共存的原因是形成碳酸鎂沉淀，反應(yīng)的離子方程式：Mg²⁺+CO₃^2-=MgCO₃↓，
故答案為：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O；Mg²⁺+CO₃^2-=MgCO₃↓；
（3）由實驗Ⅲ不能得出原溶液中含有Cl^-，因為步驟Ⅱ中 加入了鹽酸含有氯離子，觀點不正確，故答案為：不正確；步驟Ⅱ中 加入了鹽酸含有氯離子；
（4）分析可知一定含NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定不含Mg²⁺，依據(jù)溶液電荷守恒分析判斷陰離子硝酸根離子和氯離子是否存在，
銨根離子濃度c（NH₄⁺）=$\frac{0.05mol}{0.1L}$=0.5mol/L，
碳酸根離子濃度c（CO₃^2-）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，
硫酸根離子濃度c（SO₄^2-）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，
故答案為：

陰離子	NH4+	Mg2+	CO32-	SO42-
c/mol•L-1	0.5mol/L	×	0.2mol/L	0.1mol/L

（5）依據(jù)溶液中電荷守恒分析判斷，陽離子所帶電荷=0.5mol/L×0.1L+0.05mol=0.1mol，陰離子所帶電荷=0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，則一定含有陰離子，但不能確定是硝酸根離子還是氯離子韓式二者都有，原溶液中同時存在Cl^-和NO₃^-，陰離子物質(zhì)的量=0.1mol-0.06mol=0.04mol，則c（NO₃^-）+c（Cl^-）=$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol/L，
故答案為：不確定；0.4mol/L；

點評 本題考查了離子檢驗、離子性質(zhì)、離子反應(yīng)現(xiàn)象、離子定量關(guān)系的計算分析，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．