题目内容

【题目】由几种离子化合物组成的混合物中含有以下离子中的若干种:K+、Cl-、NH、Mg2+、Ba2+、CO、SO。将该混合物溶于水后得澄清溶液,现取三份100 mL该溶液分别进行如下实验。

实验序号

实验内容

实验结果

1

加入AgNO3溶液

有白色沉淀生成

2

加入足量NaOH溶液并加热

收集到气体1.12 L(标准状况下)

3

加入足量BaCl2溶液,对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量;再向沉淀中加入足量稀盐酸,然后过滤、洗涤、干燥、称量

第一次称量读数为6.27 g,第二次称量读数为2.33 g

请回答下列问题:

(1)根据实验1对Cl-是否存在的判断是________(填“一定存在”“一定不存在”或“不能确定”);根据实验1~3判断原混合物中一定不存在的离子是________。

(2)试确定100 mL溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度(可不填满)。

阴离子符号

物质的量浓度(mol·L-1)

_______

___________

______

_______________

(3)K+是否存在?________(填“存在”或“不存在”),判断的理由是____________________。

【答案】 不能确定 Ba2+、Mg2 SO 0.1 CO 0.2 存在 溶液中肯定存在的离子是NH、CO和SO。经计算,100 mL溶液中NH的物质的量为0.05 mol,CO、SO的物质的量分别为0.02 mol、0.01 mol,根据电荷守恒可判断K+一定存在

【解析】试题分析:根据题意,Ba2+和SO42-,可发生离子反应生成BaSO4↓,因此两者不能共存.Ba2+和CO32-可发生离子反应生成BaCO3↓,因此两者也不能共存,第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生,可能发生Cl-+Ag+═AgCl↓、CO32-+2Ag+═Ag2CO3↓、SO42-+2Ag+═Ag2SO4↓,所以可能含有Cl-、CO32-、SO42-.

第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.05mol,和NaOH溶液加热产生气体的只能是NH4+,而没有沉淀产生说明一定不存在Mg2+.故可确定一定含有NH4+,一定不存在Mg2+.根据反应NH4++OH-═NH3↑+H2O,产生NH3为0.05mol,可得NH4+也为0.05mol;第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤.干燥后,沉淀质量为2.33g.部分沉淀溶于盐酸为BaCO3,部分沉淀不溶于盐酸为BaSO4,发生反应CO32-+Ba2+═BaCO3↓、SO42-+Ba2+═BaSO4↓,因为BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O而使BaCO3溶解.因此溶液中一定存在CO32-、SO42-,一定不存在Ba2+.由条件可知BaSO4为2.33g,物质的量为=0.01mol,BaCO3为6.27g-2.33g═3.94g,物质的量为=0.02mol.由上述分析可得,溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+,而CO32-、SO42-、NH4+物质的量分别为0.02mol、0.01mol、0.04mol;一定不存在Mg2+、Ba2+;CO32-、SO42-所带负电荷为0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol,NH4+所带正电荷为0.05 mol,根据溶液中电荷守恒,可知K+一定存在,K+物质的量≥0.01 mol,当K+物质的量>0.01 mol时,溶液中还必须含有Cl-;当K+物质的量="0.01" mol时,溶液中不含有Cl-;

(1)实验1加入AgNO3溶液有沉淀产生,可能发生Cl-+Ag+═AgCl↓、CO32-+2Ag+═Ag2CO3↓、SO42-+2Ag+═Ag2SO4↓,所以可能含有Cl-、CO32-、SO42-,实验1不能确定含有Cl-,依据上述分析可知Cl-可能含有;

由上述分析可知,溶液中一定不含有Mg2+、Ba2+;答案为:不能确定;Mg2+、Ba2+;

(2)依据上述分析可知,溶液中一定存在的阴离子为CO32-、SO42-,

SO42-物质的量为0.01mol,SO42-物质的量浓度==0.1mol/L,

CO32-物质的量为0.02mol,CO32-物质的量浓度为=0.2mol/L,答案为:

阴离子符号

物质的量浓度(mol·L-1)

SO42-(1分)

0.1(2分)

CO32-(1分)

0.2(2分)

(3)溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+,一定不存在Mg2+、Ba2+.而CO32-、SO42-、NH4+物质的量分别为0.02mol、0.01mol、0.04mol.CO32-、SO42-所带负电荷分别为0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol,NH4+所带正电荷为0.05 mol,根据溶液中电荷守恒,可知K+一定存在,答案为:存在;溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+,一定不存在Mg2+、Ba2+.而CO32-、SO42-、NH4+物质的量分别为0.02mol、0.01mol、0.04mol;CO32-、SO42-所带负电荷为0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol,NH4+所带正电荷为0.05 mol,根据溶液中电荷守恒,可知K+一定存在。

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