Question

某溶液，只可能含有以下离子中的若干种：H⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、NO₂^-、CO₃^2-、NO₃^-，现取两份200mL溶液进行如下实验：（已知HNO₂不稳定极易分解2HNO₂=H₂O+NO₂↑+NO↑）
①第一份加足量AgNO₃溶液后，有11.68g白色沉淀产生，沉淀中加入足量稀盐酸充分反应，有棕色气体产生，沉淀颜色不变，但是质量减少0.2g；
②将产生的气体全部通入过量的澄清石灰水，又得到白色沉淀2.0g，该沉淀能溶于稀盐酸产生无色气体；
③第二份加入过量浓NaOH溶液，加热使产生的气体全部放出，用100mL0.5mol?L^-1的稀硫酸恰好完全吸收，酸也不剩余．根据上述实验，以下推测不正确的是（　　）

• A、原溶液一定不存在较大浓度的H⁺、Mg²⁺
• B、原溶液确定含NH₄⁺、NO₂^-、CO₃^2-，且物质的量之比为5：2：1
• C、不能确定原溶液是否含有K⁺、NO₃^-
• D、实验中产生的棕色气体遇空气颜色会加深

Answer 1

考点：常见阳离子的检验,常见阴离子的检验

专题：物质检验鉴别题

分析：①第一份加足量AgNO₃溶液后，有11.68g白色沉淀产生，沉淀中加入足量稀盐酸充分反应，有棕色气体产生，沉淀颜色不变，但是质量减少0.2g，这说明该白色沉淀中一定含有亚硝酸银，亚硝酸银与盐酸反应生成氯化银与亚硝酸，亚硝酸不稳定分解生成NO、NO₂和水，所以原溶液中一定含有NO₂^-，则氢离子一定不能大量共存；
②将产生的气体全部通入过量的澄清石灰水，又得到白色沉淀2.0g，该沉淀能溶于稀盐酸产生无色气体，则该白色沉淀应该是碳酸钙，物质的量是：

2g

100g/mol

=0.02mol，所以气体中含有CO₂，这说明反应①中生成的白色沉淀一定有碳酸银，则原溶液中一定含有CO₃^2-，因此Mg²⁺就一定不能大量共存；
根据碳原子守恒，CO₃^2-的物质的量是0.02mol，则碳酸银沉淀的质量为：276g/mol×0.02mol=5.52g，
11.68g沉淀中亚硝酸银沉淀的质量为：m（AgNO₂）=11.68 g-5.52 g=6.16 g，则原溶液中NO₂^-的物质的量是：n（NO₂^-）=n（AgNO₂）=

6.16g

154g/mol

=0.04mol；
③第二份加入过量浓NaOH溶液，加热使产生的气体全部放出，该气体一定是氨气，因此原溶液中含有NH₄⁺；用100mL0.5mol?L^-1的硫酸溶液恰好完全吸收，酸也不剩余，硫酸的物质的量是：0.5mol/L×0.1L=0.05mol，则氨气的物质的量为：0.05mol×2=0.1mol，则原溶液中NH₄⁺的物质的量是0.1mol，所以原溶液确定含NH₄⁺、NO₂^-、CO₃^2-，且物质的量之比为5：2：1；
根据电荷守恒可知，原溶液中一定还含有NO₃^-，但K⁺不能确定；
实验中产生的棕色气体中含有NO，遇空气生成红棕色NO₂，所以颜色会加深．

解答： 解：根据①可知，该白色沉淀中一定含有亚硝酸银，亚硝酸银与盐酸反应生成氯化银与亚硝酸，亚硝酸不稳定分解生成NO、NO₂和水，所以原溶液中一定含有NO₂^-，则氢离子一定不能大量共存；
根据②可知，该白色沉淀应该是碳酸钙，物质的量是：

2g

100g/mol

=0.02mol，所以气体中含有CO₂，这说明反应①中生成的白色沉淀一定有碳酸银，则原溶液中一定含有CO₃^2-，因此Mg²⁺就一定不能大量共存；
由碳原子守恒，CO₃^2-的物质的量是0.02mol，则碳酸银沉淀的质量为：276g/mol×0.02mol=5.52g，
11.68 g沉淀中亚硝酸银沉淀的质量为：m（AgNO₂）=11.68 g-5.52 g=6.16 g，则原溶液中NO₂^-的物质的量是：n（NO₂^-）=n（AgNO₂）=

6.16g

154g/mol

=0.04mol；
③第二份加入过量浓NaOH溶液，加热使产生的气体全部放出，该气体一定是氨气，因此原溶液中含有NH₄⁺；用100mL0.5mol?L^-1的硫酸溶液恰好完全吸收，酸也不剩余，硫酸的物质的量是：0.5mol/L×0.1L=0.05mol，则氨气的物质的量为：0.05mol×2=0.1mol，则原溶液中NH₄⁺的物质的量是0.1mol，所以原溶液确定含NH₄⁺、NO₂^-、CO₃^2-，且物质的量之比为5：2：1；
根据电荷守恒可知，原溶液中一定还含有NO₃^-，但K⁺不能确定，
A．根据实验①②可推知，溶液中含有CO₃^2-、NO₂^-，则一定不存在较大浓度的H⁺、Mg²⁺，故A正确；
B．根据实验③可知含有NH₄⁺，由H₂SO₄+2NH₃═（NH₄）₂SO₄得，n（NH₄⁺）=2n（SO₄^2-）=2×0.1 L×0.5 mol?L^-1=0.1 mol；11.68 g沉淀为Ag₂CO₃和AgNO₂的混合物，n（CO₃^2-）=n（CaCO₃）=

2g

100g/mol

=0.02mol，则m（Ag₂CO₃）=0.02 mol×276 g?mol^-1=5.52 g，m（AgNO₂）=11.68 g-5.52 g=6.16 g，n（NO₂^-）=n（AgNO₂）=

6.16g

154g/mol

=0.04mol，所以原溶液确定含NH₄⁺、NO₂^-、CO₃^2-，且物质的量之比为：5：2：1，故B正确；
C．根据电荷守恒可知，溶液中一定有NO₃^-，不能确定是否含有K⁺，故C错误；
D．产生的棕色气体为NO、NO₂和CO₂的混合物，NO遇空气会生成NO₂，颜色会加深，故D正确；
故选C．

点评：本题考查了离子检验，题目难度中等，意在考查考生的计算能力和判断能力，题干信息较多，涉及的知识点较全面，熟练掌握常见离子的性质及检验方法为解答关键．