题目内容
【题目】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HCl | 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BaC12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)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，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“不能确定”)
阴离子 | NO3- | CO32- | SiO32- | SO42- |
c/mol·L-1 |
(4)判断K+是否存在，若存在求其最小浓度(若不存在说明理由) 。
【答案】(14分)
(1)Ag+、Mg2+、Ba2+
(2)SiO32-+2H+＝H2SiO3↓
(3)
阴离子 | NO3- | CO32- | SiO32- | SO42- |
c/mol·L-1 | 不能确定 | 0.25 | 0.4 | 0 |
(4)存在，其最小浓度为0.8mol/L
【解析】试题分析：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
=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
=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(CO32-)=0.25mol/L，c(SiO32-)=0.4mol/L，一定不存在硫酸根离子，所以c(SO42-)=0；
(3)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。
