Question

今有一固體物質，只可能含有以下離子中的若干種：Na⁺、NH₄⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-．現取8克的兩份固體加入足量的水中，全部溶于水；進行如下實驗：①第一份加足量NaOH溶液，加熱，有刺激性氣味氣體產生；②第二份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀19． 7 g，根據上述實驗，回答下列問題：
（1）從步驟①中可知該溶液中一定含有的離子是：

 

（填離子符號）
（2）小紅同學對步驟②中得到的白色沉淀繼續進行探究：
作如下猜想：①沉淀只含有BaCO₃②只含有BaSO₄③還可能是

 

．

實驗步驟	現象	結論
取沉淀少量于試管中加入足量稀鹽酸	固體全部溶解，	猜想   正確

（3）對于該溶液的組成，小剛同學認為該溶液的陽離子可能含有Ba²⁺，但小紅立即否定了他，你認為小紅的理由是：

 

（4）小強同學通過數據分析得出該溶液中

 

（填“一定”或不一定“或一定”）含有Na+

Answer 1

分析：（1）根據實驗現象，推斷溶液中所含離子；
（2）結合溶液中可能存在的離子，對白色沉淀進行猜想，并完成驗證實驗中的現象與結論；
（3）根據離子共存關系，給出判斷溶液中不可能存在的離子的原因；
（4）根據實驗數據，利用極值假設的方法，利用物質中組成元素的質量比判斷混合物的組成．

解答：解：（1）能與足量NaOH溶液共熱產生刺激性氣味氣體的物質應為銨鹽，因此溶液中應含有銨根離子；
故答案為：NH₄⁺；
（2）在溶液可能存在的五種離子中，能與氯化鋇溶液形成的沉淀只有碳酸鋇和硫酸鋇，因此，沉淀只有：是碳酸鋇、或是硫酸鋇、或是二者混合物的三種可能；其中硫酸鋇不溶于酸也不能與酸反應；
故選Ba₂CO₃和BaSO₄的混合物；

實驗步驟	現象	結論
取沉淀少量于試管中加入足量稀鹽酸	固體全部溶解有氣泡產生	猜想一正確

（3）溶液中一定含有CO₃^2-離子，由于Ba²⁺離子不能與CO₃^2-離子共存，因此溶液中不可能含有Ba²⁺離子；
故答案為：因為Ba²⁺與CO₃^2-在溶液中不能共存；
（4）19.7g碳酸鋇沉淀中碳酸根的質量=19.7g×

60

197

×100%=6g
假設固體為碳酸銨（NH₄）₂CO₃，根據化學式NH₄⁺與CO₃^2-的質量比=

(14+1×4)×2

12+16×3

=3：5；
而根據實驗數據，NH₄⁺與CO₃^2-的質量比=（8g-6g）：6g=1：3；
因此，固體物質不是純凈的碳酸銨，應該含有碳酸鈉；
故答案為：一定．

點評：硫酸鋇、氯化銀為既不溶于水也不能溶于酸且不能與酸反應的兩種白色沉淀，因此加鹽酸固體全部溶解，可排除固體為硫酸鋇的可能．