题目内容

6．含有Na+浓度为0.5mol•L-1某无色透明澄清溶液中，还可能含有表中的若干种离子．
阳离子K+Fe2+Ca2+Ba2+
阴离子NO3-CO3-2SiO32-SO42-
已知：
①H2SiO3为不溶于水的胶状沉淀，加热时分解为两种氧化物；
②CaSiO3  BaSiO3不溶于水．
现取该溶液100mL进行如下实验：
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胶状沉淀并放出标准状况下0.56L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2.4g
Ⅲ向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液无明显现象
回答下列问题．
（1）实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是Ca2+、Ba2+
（2）实验Ⅰ中生成气体的离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O
（3）据实验Ⅲ可知一定不存在的离子是SO42-
（4）某同学认为该溶液中一定存在K+，其理由是若无钾离子，阴离子带的电荷总数大于阳离子所带的电荷总数；据上述数据，c（K+）应不小于0.8mol/L．

分析 根据溶液为澄清溶液可知：溶液中含有的离子一定能够能大量共存；
由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO32-，其浓度为$\frac{\frac{0.56L}{22.4L/mol}}{0.1L}$=0.25mol/L，则一定没有Ba2+、Ca2+；
由生成白色胶状沉淀判断溶液中一定含有SiO32-，发生反应SiO32-+2H+=H2SiO3↓，硅酸加热分解生成二氧化硅，固体质量为2.4g为二氧化硅的质量，根据硅原子守恒，SiO32-的浓度为$\frac{\frac{2.4g}{60g/mol}}{0.1L}$=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-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K+，且其浓度至少为0.8mol/L，不能确定NO3-是否存在；据此进行解答．

解答 解：根据溶液为澄清溶液可知：溶液中含有的离子一定能够能大量共存；
由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO32-，其浓度为$\frac{\frac{0.56L}{22.4L/mol}}{0.1L}$=0.25mol/L，则一定没有Ag+、Mg2+；
由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-，发生反应SiO32-+2H+=H2SiO3↓，硅酸加热分解生成二氧化硅，固体质量为2.4g为二氧化硅的质量，根据硅原子守恒，SiO32-的浓度为$\frac{\frac{2.4g}{60g/mol}}{0.1L}$=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-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K+，且其浓度至少为0.8mol/L，不能确定NO3-是否存在；
（1）由实验Ⅰ可知，加入足量稀盐酸生成白色沉淀并在标准状况下放出0.56L气体，则该溶液中一定含有CO32-、SiO32-，则一定没有Ca2+、Ba2+，
故答案为：Ca2+、Ba2+；
（2）由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-，发生反应SiO32-+2H+=H2SiO3↓，实验Ⅰ中生成气体的离子方程式为：CO32-+2H+=CO2↑+H2O，
故答案为：CO32-+2H+=CO2↑+H2O
（3）据实验Ⅲ可知，一定不存在硫酸根离子，
故答案为：SO42-；
（4）根据电荷守恒2c（CO32-）+2c（SiO32-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K+，且其浓度至少为0.8mol/L，
故答案为：若无钾离子，阴离子带的电荷总数大于阳离子所带的电荷总数；0.8；

点评 本题考查离子共存、离子检验及相关物质的量浓度的计算，题目难度中等．注意掌握离子反应反应条件及常见离子的检验方法，根据电荷守恒判断K+是否存在，是本题的难点、易错点．

练习册系列答案
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