题目内容
【题目】在Cl-浓度为0.5 mol·L-1的某无色澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子。
阳离子 | K+ Al3+ Mg2+ Ba2+ Fe3+ |
阴离子 | NO3- CO32- SiO32- SO42- OH- |
现取该溶液100 mL进行如下实验(气体体积均在标准状况下测定)。
序号 | 实验内容 | 实验结果 |
Ⅰ | 向该溶液中加入足量稀盐酸 | 产生白色沉淀并放出标准状况下0.56 L气体 |
Ⅱ | 将Ⅰ的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称量所得固体质量 | 固体质量为2.4 g |
Ⅲ | 向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液 | 无明显现象 |
请回答下列问题。
(1)通过以上实验能确定一定不存在的离子是 ____。
(2)实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为___________________________。
(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,请写出一定存在的阴离子及其浓度(不一定要填满)。
阴离子 | 浓度c/(mol·L-1) | |
① | ||
② | ||
③ | ||
④ |
(4)判断K+是否存在,若存在,求出其最小浓度,若不存在说明理由:________ _____。
【答案】(1) Al3+、Mg2+、Ba2+ 、Fe3+、SO42-
(2)SiO32-+2H+=H2SiO3↓ (沉淀不标没关系)
(3)如表
阴离子 | CO32- | SiO42- |
c/(mol·L-1) | 0.25 | 0.4 |
(4)存在 ,最小浓度为1.8 mol·L-1
【解析】
试题分析:由题意知溶液为无色澄清溶液,一定不含Fe3+,且溶液中含有的离子必须能大量共存.由实验Ⅰ可知,该溶液中一定含有CO32-,物质的量为0.56L÷22.4L/mol=0.025mol,其浓度为0.025mol÷0.1L=0.25mol/L,则一定没有Al3+、Mg2+、Ba2+;由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-,发生反应SiO32-+2H+=H2SiO3↓,SiO32-的物质的量是2.4g÷60g/mol=0.04mol,其浓度为0.04mol÷0.1L=0.4mol/L。由实验Ⅲ可知溶液中不含SO42-,根据电荷守恒2c(CO32-)+2c(SiO32-)+c(Cl-)=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L+0.5mol/L=1.8mol/L,因此溶液中一定含有K+,且其浓度至少为1.8mol/L,不能确定NO3-是否存在。
(1)由上述分析可知,一定不含Al3+、Mg2+、Ba2+ 、Fe3+、SO42-;
(2)实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为为SiO32-+2H+=H2SiO3↓。
(3)由上述分析可知,c(CO32-)=0.25mol/L,c(SiO32-)=0.4mol/L。
(4)由2c(CO32-)+2c(SiO32-)+c(Cl-)=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L+0.5mol/L=1.8mol/L,根据电荷守恒可知溶液中一定含有K+,且其浓度至少为1.8mol/L。