题目内容
【题目】某固体混合物中,可能含有下列离子中的几种:K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Cl-、SO42-、CO32-,将该混合物溶于水后得澄清溶液,现取三份各100mL该溶液分别进行如下实验:
(1)在一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;
(2)在另一份溶液中加入足量的NaOH溶液并加热,收集到1.12L气体(标准状况下);
(3)在第三份溶液中加入足量的BaCl2溶液有沉淀生成,经称量其质量为6.27g,在该沉淀中 加入足量的盐酸,沉淀部分溶解,剩余固体质量为2.33g。
根据上述实验回答下列问题:
①溶液中一定不存在的离子是:_______________________________;
②溶液中一定存在的阴离子有:_______________;其物质的量浓度分别为:_____________;
③推断K+是否存在:(填“是 ”或“否”)________________,其物质的量浓度为:___________。
【答案】Ba2+、Mg2+ SO42-、CO32- 0.1mol/L、0.2mol/L 是 C(K+)≥0.1mol/L
【解析】
①加入AgNO3溶液有沉淀产生,说明溶液中可能存在Cl-、CO32-、SO42-等离子,且至少一种;
②1.12L气体为氨气,溶液中一定含有NH4+,并且物质的量为0.05mol;
③2.33g沉淀为硫酸钡,6.27g沉淀为硫酸钡和碳酸钡的混合物;根据电荷守恒,得出是否存在钾离子,以此解答该题。
①碳酸银、硫酸银、氯化银都是白色沉淀,因此实验1得到沉淀无法确定是氯化银,故实验1对Cl-是否存在的判断是:不能确定;利用实验2可知含有铵离子,利用实验3可知沉淀一定是碳酸钡和硫酸钡,即溶液中一定含有CO32-、SO42-,碳酸钡、碳酸镁、硫酸钡等都是不溶于水的沉淀,故可判知溶液一定不存在的离子是:Ba2+、Mg2+;
②结合①中分析可知溶液中一定含有的阴离子为CO32-、SO42-,由碳酸钡可溶于盐酸,硫酸钡不溶于盐酸,可推知加入盐酸后剩余2.33g固体为BaSO4,利用硫守恒可知溶液中n(SO42-)=0.01mol,c(SO42-)= 0.1mol/L;6.27g固体中碳酸钡的质量为6.27g-2.33g=3.94g,利用碳守恒可知溶液中n(CO32-)==0.02mol,c(CO32-)=0.2mol/L;
③溶液中肯定存在的离子是NH4+、CO32-和SO42-,经计算,NH4+的物质的量为0.05 mol,利用②中分析、计算可知CO32-、SO42-的物质的量分别为0.02 mol和0.01 mol,根据电荷守恒,n(+)=n(NH4+)=0.05mol,n(-)=2n(CO32-)+2n(SO42-)=0.06mol,钾离子一定存在。若不含Cl-,则n(K+)=0.01mol,若含Cl-,则n(K+)>0.01mol,所以C(K+)≥0.1mol/L。
【题目】废旧锂离子电池正极材料的主要成分为碳棒和,另含少量、杂质。某厂按如图流程对废旧锂离子电池的正极进行回收再生。回答有关问题:
已知:①草酸电离常数:,;草酸的酸式盐以及草酸锂均可溶。
②常温时,有关物质Ksp如下表(单位略):
(1)通入空气,800℃焙烧目的是___________________________。
(2)已知中、、化合价相同,则它们的化合价为_________。
(3)加入草酸加热时,、、元素部分转化为、、沉淀,而另一部分以草酸的酸式盐形式进入溶液。写出与草酸反应生成沉淀的化学方程式_________。
(4)焙烧后黑色粉的平均粒度(颗粒直径表示)与的浸出率关系如图所示,原因是___________。
(5)滤液1加调pH为4~5目的是_____________________。
(6)滤液2调时,溶液中___________。