Question

今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K⁺、NH₄⁺、Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，现取三份各100mL该溶液进行如下实验：
①第一份加入硝酸银溶液，有沉淀产生
②第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol
③第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥，沉淀质量为2.33g
根据上述实验，回答下列问题：
（1）一定不存在的离子是

 

，不能确定是否存在的离子是

 

．
（2）试确定溶液中肯定存在的阴离子及其浓度（可不填满）：
离子符号

 

，浓度

 

；
离子符号

 

，浓度

 

；
离子符号

 

，浓度

 

．
（3）试确定K⁺是否存在

 

（填“是”或“否”），判断的理由

 

．

Answer 1

考点：常见阳离子的检验,常见阴离子的检验

专题：物质检验鉴别题

分析：①加入AgNO₃溶液有沉淀产生，说明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②0.04mol气体为氨气，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物质的量为0.04mol；
③2.33g沉淀为硫酸钡，6.27g沉淀为硫酸钡和碳酸钡的混合物；
再根据电荷守恒，得出一定存在钾离子，据此进行解答．

解答： 解：①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生，与AgNO₃溶液有沉淀产生的离子有：Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②加足量NaOH溶液加热产生气体，气体是氨气，故一定有铵离子0.04mol，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物质的量为0.04mol；
③不溶于盐酸的2.33g为硫酸钡，物质的量为：

2.33g

233g/mol

=0.01mol；6.27g沉淀是硫酸钡和碳酸钡，碳酸钡质量为6.27g-2.33g=3.94g，碳酸钡的物质的量为：

3.94g

197g/mol

=0.02mol，故原溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，则一定没有Mg²⁺、Ba²⁺；
再根据电荷守恒，正电荷为：n（+）=n（NH₄⁺）=0.04mol；n（-）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）=0.06mol，正电荷总物质的量大于负电荷，故原溶液中一定有K⁺，至少为0.02mol；不能确定是否存在Cl^-，
依据以上分析得出：（1）一定不存在的离子是Mg²⁺、Ba²⁺，不能确定是否存在的离子是Cl^-，故答案为：Mg²⁺、Ba²⁺；Cl^-；
（2）依据c=

n

V

计算得出c（CO₃^2-）=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L，c（SO₄^2-）=

0.01mol

0.1L

=0.01mol/L，故答案为：c（CO₃^2-），0.2mol/l，c（SO₄^2-），0.1mol/L；
（3）依据电荷守恒得出一定存在钾，故答案为：K⁺；依据电荷守恒，K⁺一定存在．

点评：本题考查常见阴、阳离子的检验方法，题目难度中等，注意掌握常见离子的化学性质及检验方法，本题中根据电荷守恒判断钾离子的存在为易错点，做题时需要细致分析．