Question

某混合物的水溶液，可能含有以下离子中的若干种：K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Cl^一、CO₃^2一、SO₄^2一，现分别取100mL的两等份溶液进行如下实验：
①第一份加过量NaOH溶液后加热，收集到0.02mol气体，无沉淀生成，同时得到溶液甲．
②向甲溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧后，得到1.02g固体．
③第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，得到11.65g固体．
依据实验回答下列问题：
（1）由①可知存在离子为

 

，浓度是

 

mol/L．由②可知存在离子为

 

，浓度是

 

mol/L．由③可知存在离子为

 

，浓度是

 

mol/L．
（2）该溶液中一定不存在的离子是

 

（填离子符号）．
（3）某同学通过分析认为该溶液中一定存在K⁺，他的理由是

 

．

Answer 1

考点：常见离子的检验方法

专题：离子反应专题

分析：和过量NaOH溶液加热产生的气体只能是氨气，可以和过量的氢氧化钠反应生成的沉淀可以是氢氧化铁、氢氧化镁，氢氧化铝可以和过量的氢氧化钠之间反应，向偏铝酸钠中通过量的二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀，氢氧化铝灼烧可以得到氧化铝，根据铝元素守恒可以计算铝离子的量，在溶液中，铝离子和碳酸根离子因为双水解不共存，硫酸根离子可以和钡离子之间反应生成硫酸钡沉淀，是一种不溶于盐酸的白色沉淀，根据沉淀的量结合发生的反应来计算离子的量即可．

解答： 解：（1）①第一份加过量NaOH溶液后加热，收集到0.02mol气体，即为氨气，一定含有NH₄⁺，物质的量为0.02mol，无沉淀生成，则一定不含有Fe³⁺、Mg²⁺；
②向甲溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，即为氢氧化铝，则原溶液中一定有Al³⁺，一定不含有碳酸根离子，铝离子和过量的氢氧化钠反应生成偏铝酸钠溶液，溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，即为氢氧化铝，氢氧化铝沉淀经过滤、洗涤、灼烧后，得到1.02g固体即为氧化铝，根据铝元素守恒，得到铝离子的物质的量是

1.02g

102g/mol

×2=0.02mol；
③第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，则一定含有硫酸根离子，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，得到11.65g固体即硫酸钡的质量是11.65g，根据钡元素守恒，所以钡离子的物质的量是0.05mol，
综上可知，一定含有的离子是：NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，其浓度分别是：0.2mol/L；0.2mol/L；0.5mol/L，
故答案为：NH₄⁺；0.2；Al³⁺；0.2；SO₄^2-；0.5；
（2）溶液中一定不含有的离子是Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-，故答案为：Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-；
（3）任何溶液中都存在电荷守恒，NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，其浓度分别是：0.2mol/L；0.2mol/L；0.5mol/L，可以知道NH₄⁺、Al³⁺的正电荷总量小于SO₄^2-负电荷总量，依据电荷守恒，则一定有K⁺存在，
故答案为：已知的NH₄⁺、Al³⁺的正电荷总量小于SO₄^2-负电荷总量，依据电荷守恒，一定有K⁺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．