Question

【题目】某固体混合物中，可能含有下列离子中的几种：K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Cl-、SO42-、CO32-，将该混合物溶于水后得澄清溶液，现取三份各100mL该溶液分别进行如下实验：

(1)在一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成；

(2)在另一份溶液中加入足量的NaOH溶液并加热,收集到1.12L气体(标准状况下)；

(3)在第三份溶液中加入足量的BaCl2溶液有沉淀生成,经称量其质量为6.27g，在该沉淀中 加入足量的盐酸，沉淀部分溶解,剩余固体质量为2.33g。

根据上述实验回答下列问题：

①溶液中一定不存在的离子是：_______________________________；

②溶液中一定存在的阴离子有：_______________；其物质的量浓度分别为：_____________；

③推断K+是否存在：（填“是 ”或“否”）________________，其物质的量浓度为：___________。

Answer 1

【答案】Ba2+、Mg2+ SO42-、CO32- 0.1mol/L、0.2mol/L 是 C(K+)≥0.1mol/L

【解析】

①加入AgNO3溶液有沉淀产生，说明溶液中可能存在Cl-、CO32-、SO42-等离子，且至少一种；
②1.12L气体为氨气，溶液中一定含有NH4+，并且物质的量为0.05mol；
③2.33g沉淀为硫酸钡，6.27g沉淀为硫酸钡和碳酸钡的混合物；根据电荷守恒，得出是否存在钾离子，以此解答该题。

①碳酸银、硫酸银、氯化银都是白色沉淀，因此实验1得到沉淀无法确定是氯化银，故实验1对Cl-是否存在的判断是：不能确定；利用实验2可知含有铵离子，利用实验3可知沉淀一定是碳酸钡和硫酸钡，即溶液中一定含有CO32-、SO42-，碳酸钡、碳酸镁、硫酸钡等都是不溶于水的沉淀，故可判知溶液一定不存在的离子是：Ba2+、Mg2+；

②结合①中分析可知溶液中一定含有的阴离子为CO32-、SO42-，由碳酸钡可溶于盐酸，硫酸钡不溶于盐酸，可推知加入盐酸后剩余2.33g固体为BaSO4，利用硫守恒可知溶液中n（SO42-）=0.01mol，c（SO42-）= 0.1mol/L；6.27g固体中碳酸钡的质量为6.27g-2.33g=3.94g，利用碳守恒可知溶液中n（CO32-）==0.02mol，c（CO32-）=0.2mol/L；

③溶液中肯定存在的离子是NH4+、CO32-和SO42-，经计算，NH4+的物质的量为0.05 mol，利用②中分析、计算可知CO32-、SO42-的物质的量分别为0.02 mol和0.01 mol，根据电荷守恒，n（+）=n（NH4+）=0.05mol，n（-）=2n（CO32-）+2n（SO42-）=0.06mol，钾离子一定存在。若不含Cl-，则n（K+）=0.01mol，若含Cl-，则n（K+）>0.01mol，所以C(K+)≥0.1mol/L。