Question

在Na⁺浓度为0.5mol/L的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子：

阳离子	K+、Ag+、Mg2+、Ba2+
阴离子	NO3-、CO32-、SiO32-、SO42-

取该溶液100mL进行如下实验（气体体积在标准状况下测定）：

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	在Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液	无明显现象

试回答下列问题：
（1）实验Ⅰ能确定一定不存在的阳离子是

 

．
（2）通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写下表中阴离子的浓度（能计算出的，填写计算结果，一定不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”）

阴离子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol．L-1

（3）判断K⁺是否存在，若存在求其最小浓度，若不存在说明理由

 

．

Answer 1

考点：常见离子的检验方法

专题：离子反应专题

分析：由题意“溶液为澄清溶液”可知：溶液中含有的离子一定能够大量共存；由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO₃^2-，其浓度为

0.56L 22.4L/mol

0.1L

=0.25mol/L，则一定没有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO₃^2-，发生反应SiO₃^2-+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，SiO₃^2-的浓度为：

2.4g 60g/mol

0.1L

=0.4mol/L；
由实验Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2-，根据电荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SiO₃^2-）=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CO₃^2-，其浓度为

0.56L 22.4L/mol

0.1L

=0.25mol/L，则一定没有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO₃^2-，发生反应SiO₃^2-+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，SiO₃^2-的浓度为

2.4g 60g/mol

0.1L

=0.4mol/L．由实验Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2-，根据电荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SiO₃^2-）=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CO₃^2-、SiO₃^2-，则一定没有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺，故答案为：Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；
（2）根据以上计算可知，不能确定NO₃^-，c（CO₃^2-）=0.25mol/L，c（SiO₃^2-）=0.4mol/L，一定不存在硫酸根离子，所以c（SO₄^2-）=0，故答案为：

阴离子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol?L-1	？	0.25mol/L	0.4mol/L	0

（3）根据电荷守恒2c（CO₃^2-+）+2c（SiO₃^2-）=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：存在，其浓度至少为0.8mol/L．

点评：本题考查离子共存、离子检验等知识，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．