今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:NH₄⁺、Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-,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( )

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选项A.根据题意,Ba²⁺和SO₄^2-,可发生离子反应生成BaSO₄↓,因此两者不能共存.Ba²⁺和CO₃^2-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↓、CO₃^2-+2Ag⁺═Ag₂CO₃↓、SO₄^2-+2Ag⁺═Ag₂SO₄↓,所以可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-.
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CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓,
因为BaCO₃+2HCl═BaCl₂+CO₂↑+H₂O而使BaCO₃溶解.因此溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-,一定不存在Ba²⁺.
由条件可知BaSO₄为2.33g,物质的量为2.33g/(233g/mo)═0.01mol
BaCO₃为6.27g-2.33g═3.94g,物质的量为3.94g/(197g/mol)═0.02mol.
则CO₃^2-物质的量为0.02mol,CO₃^2-物质的量浓度为0.02g/(0.1L)═0.2mol/L
由上述分析可得,溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺,一定不存在Mg²⁺、Ba²⁺.而CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺物质的量分别为
0.02mol、0.01mol、0.04mol,CO₃^2-、SO₄^2-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正确;
选项B.由上述分析可得,CO₃^2-物质的量为0.02mol,CO₃^2-物质的量浓度为0.02mol/0.1L═0.2mol/L,故B错误;
选项C.CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺物质的量分别为0.02mol、0.01mol、0.04mol,CO₃^2-、SO₄^2-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;
选项D.溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺,Ba²⁺和CO₃^2-、SO₄^2-,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:AC.

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