题目内容

17.在Na+浓度为0.5 mol•l-1的某澄清溶液中,还可能含有表中的若干种离子.
阳离子K+ Ag+ Mg2+ Ba2+
阴离子NO3-  CO32-  SiO32-  SO42-
现取该溶液100mL进行如下实验(气体体积均在标准状况下测定).
序号实验内容实验结果
Ⅰ向该溶液中加入足量稀盐酸产生白色沉淀并放出标准状况下0.56L气体
Ⅱ将Ⅰ的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称量所得固体质量固体质量为2.4g
Ⅲ向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液无明显现象
请回答下列问题.
(1)实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是Ag+、Mg2+、Ba2+.
(2)实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为SiO32-+2H+=H2SiO3↓.
(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,填写下表中阴离子的浓度(能计算出的,填写计算结果,一定不存在的离子填“0”,不能确定是否存在的离子填“?”).
 阴离子NO3- CO32- SiO32- SO42- 
 c(mol•h-1)    

分析 由题意“溶液为澄清溶液”可知:溶液中含有的离子一定能够大量共存;由实验Ⅰ可知,该溶液中一定含有CO32-,其浓度为$\frac{\frac{0.56L}{22.4L/mol}}{0.1L}$=0.25mol/L,则一定没有Ag+、Mg2+、Ba2+;由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-,发生反应SiO32-+2H+=H2SiO3↓,硅酸加热分解生成二氧化硅,固体质量为2.4g为二氧化硅的质量,根据硅原子守恒,SiO32-的浓度为:$\frac{\frac{2.4g}{60g/mol}}{0.1L}$=0.4mol/L;由实验Ⅲ可知溶液中不含SO42-,根据电荷守恒2c(CO32-)+2c(SiO32-)=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L>0.5mol/L,因此溶液中一定含有K+,且其浓度至少为0.8mol/L,不能确定NO3-是否存在,以此解答该题.

解答 解:根据溶液为澄清溶液可知:溶液中含有的离子一定能够大量共存;由实验Ⅰ可知,该溶液中一定含有CO32-,其浓度为$\frac{\frac{0.56L}{22.4L/mol}}{0.1L}$=0.25mol/L,则一定没有Ag+、Mg2+、Ba2+;由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-,发生反应SiO32-+2H+=H2SiO3↓,硅酸加热分解生成二氧化硅,固体质量为2.4g为二氧化硅的质量,根据硅原子守恒,SiO32-的浓度为:$\frac{\frac{2.4g}{60g/mol}}{0.1L}$=0.4mol/L;由实验Ⅲ可知溶液中不含SO42-,根据电荷守恒2c(CO32-)+2c(SiO32-)=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L>0.5mol/L,因此溶液中一定含有K+,且其浓度至少为0.8mol/L,不能确定NO3-是否存在,
(1)由实验Ⅰ可知,加入足量稀盐酸生成白色沉淀并在标准状况下放出0.56L气体,则该溶液中一定含有CO32-、SiO32-,则一定没有Ag+、Mg2+、Ba2+,
故答案为:Ag+、Mg2+、Ba2+;
(2)加入盐酸,由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-,发生反应SiO32-+2H+=H2SiO3↓,故答案为:SiO32-+2H+=H2SiO3↓;
(3)根据以上计算可知,不能确定NO3-,c(CO32-)=0.25mol/L,c(SiO32-)=0.4mol/L,一定不存在硫酸根离子,所以c(SO42-)=0,
故答案为:

阴离子NO3-CO32-SiO32-SO42-
c/mol•L-1?0.250.40
.

点评 本题考查离子共存、离子检验等知识,为高频考点,侧重于学生的分析、计算能力的考查,难度中等,注意掌握离子反应反应条件及常见离子的检验方法,根据电荷守恒判断K+是否存在,是本题的难点、易错点.

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