题目内容

由几种离子化合物组成的混合物,含有以下离子中的若干种:K+、Cl-、NH、Mg2+、CO、Ba2+、SO.将该混合物溶于水后得澄清溶液,现取3份100mL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AgNO3溶液有白色沉淀生成
2加足量NaOH溶液并加热收集到气体1.12L(已折算成标准状况下的体积)
3加足量BaCl2溶液时,对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量;再向沉淀中加足量稀盐酸,然后干燥、称量第一次称量读数为6.27g,第二次称量读数为2.33g
试回答下列问题:
(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判断混合物中一定不存在的离子是    .
(2)试确定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)
       
       
(3)试确定K+是否存在?    ,判断的理由是    .
【答案】分析:将该混合物溶于水后得澄清溶液,证明相互反应生成沉淀的离子不能共存;
1、根据题意分析,第一份溶液加入AgNO3溶液有沉淀产生,推得可能含有Cl-、CO32-、SO42-.第二份溶液加足量NaOH溶液加热后收集到气体,推得一定含有NH4+,一定不存在Mg2+.第三份溶液利用发生的离子反应,经过计算、推得一定存在CO32-、SO42-,一定不存在Ba2+;
2、根据溶液中阴阳离子的电荷守恒,即可推出K+一定存在,由K+物质的量的变化分析Cl-的情况.
解答:解: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
则SO42-物质的量为0.01mol,SO42-物质的量浓度==0.1mol/L  
BaCO3为6.27g-2.33g═3.94g,物质的量为═0.02mol.
则CO32-物质的量为0.02mol,CO32-物质的量浓度为═0.2mol/L
由上述分析可得,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,共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)依据上述分析可知Cl-可能含有,依据实验现象分析溶液中一定不含有Mg2+、Ba2+;故答案为:不能确定;Mg2+、Ba2+;
(2)依据上述分析计算,得到一定存在的阴离子为CO32-、SO42-,其物质的量浓度分别为:c(CO32-)=0.2mol/L;c(SO42-)=0.1mol/L;
故答案为:一定存在的阴离子为CO32-、SO42-,0.2  0.1;
(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,共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-;
故答案为: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-所带负电荷分别为0.02mol×2、0.01mol×2,共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;
点评:本题考查离子的检验,采用定性实验和定量计算分析相结合的模式,增大了解题难度,同时涉及离子共存、离子反应等都是解题需注意的信息,尤其是K+的确定易出现失误.题目难度较大.
练习册系列答案
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由几种离子化合物组成的混合物,含有以下离子中的若干种:K+、Cl-、NH
 
+
4
、Mg2+、CO
 
2-
3
、Ba2+、SO
 
2-
4
.将该混合物溶于水后得澄清溶液,现取3份100mL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AgNO3溶液 有白色沉淀生成
2 加足量NaOH溶液并加热 收集到气体1.12L(已折算成标准状况下的体积)
3 加足量BaCl2溶液时,对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量;再向沉淀中加足量稀盐酸,然后干燥、称量 第一次称量读数为6.27g,第二次称量读数为2.33g
试回答下列问题:
(1)根据实验1对Cl-是否存在的判断是
不能确定
不能确定
(填“一定存在”“一定不存在”或“不能确定”);根据实验1~3判断混合物中一定不存在的离子是
Ba2+、Mg2+
Ba2+、Mg2+
.
(2)试确定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)
SO
 
2-
4
SO
 
2-
4
0.1
0.1
CO
 
2-
3
CO
 
2-
3
0.2
0.2
(3)试确定K+是否存在?
存在
存在
,判断的理由是
溶液中肯定存在的离子是NH
 
+
4
、CO
 
2-
3
和SO
 
2-
4
.经计算,NH
 
+
4
的物质的量为0.05mol,CO
 
2-
3
、SO
 
2-
4
的物质的量分别为0.02mol和0.01mol,根据电荷守恒,得K+一定存在
溶液中肯定存在的离子是NH
 
+
4
、CO
 
2-
3
和SO
 
2-
4
.经计算,NH
 
+
4
的物质的量为0.05mol,CO
 
2-
3
、SO
 
2-
4
的物质的量分别为0.02mol和0.01mol,根据电荷守恒,得K+一定存在
.

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