Question

7．某混合物澄清透明的水溶液中，可能含有以下离子中若干种：K⁺、Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，现每次取该溶液100.00ml溶液进行以下实验：
①第一份加入AgNO₃溶液发现有沉淀生成；
②第二份加足量BaCl₂溶液生成沉淀，洗涤后干燥
得沉淀6.27g，再将该沉淀加入足量盐酸溶解后再过滤洗涤干燥得沉淀2.33g．
请回答下列问题：
（1）根据以上实验判断，原溶液中一定不存在的
离子是Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，可能存在的离子是Cl^-．
（2）原溶液中一定存在的阳离子是K⁺，其物质的量浓度至少为0.6 mol/l．
（3）原溶液中一定存在的阴离子是CO₃^2-、SO₄^2-，其物质的量浓度分别为0.2 mol/l、
0.1mol/l．．

Answer 1

分析 根据实验①现象可知，该溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
根据实验②现象判断，该溶液中含一定含有CO₃^2-和SO₄^2-离子，则一定不含Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，依据溶液电中性原则，判断一定含有K⁺；据此解答各小题．

解答 解：①第一份加入AgNO₃溶液发现有沉淀生成：该溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份加足量BaCl₂溶液生成沉淀，洗涤后干燥得沉淀6.27g，再将该沉淀加入足量盐酸溶解后再过滤洗涤干燥得沉淀2.33g：2.33g白色沉淀为硫酸钡，物质的量为：$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol；溶解的沉淀为只能为碳酸钡，其物质的量为：$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol，则该溶液中含一定含有CO₃^2-和SO₄^2-离子，根据离子共存可知一定不含Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺；
溶液一定为电中性的，则原溶液中一定含有K⁺，
（1）根据分析可知，原溶液中一定不存在的离子是Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，可能存在的离子是Cl^-，
故答案为：Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺；Cl^-；
（2）根据溶液电中性可知，钾离子的物质的量至少为：0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，钾离子的浓度至少为：$\frac{0.06mol}{0.1L}$=0.6mol/L，
故答案为：K⁺；0.6．
（3）原溶液中一定存在0.01molSO₄^2-、0.02molCO₃^2-，浓度分别为：c（CO₃^2-）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，c（SO₄^2-）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，
故答案为：CO₃^2-、SO₄^2-；0.2；0.1．

点评 本题考查了常见离子的检验方法，题目难度中等，明确常见离子的性质为解答关键，注意掌握常见离子的检验方法，试题侧重考查学生的分析能力及逻辑推理能力，根据溶液电中性判断钾离子的存在情况为易错点．