题目内容

(12分)某混合物的水溶液,可能含有以下离子中的若干种:K+、NH4+、Al3+、Ba2+、CO32-、SO42-、Cl-、Br-。现分别取100 mL的三等份溶液进行如下实验:

①第一份加过量浓NaOH溶液加热后,收集到气体0.02 mol,无沉淀生成,同时得到溶液甲。再向甲溶液中通人过量的CO2,生成白色沉淀,沉淀经过滤、洗涤、干燥、灼烧后,得到1.02 g固体。

②第二份加足量盐酸酸化的BaC12溶液,经过滤、洗涤、干燥后,得到沉淀的质量为11.65 g,

③第三份加CCl4,滴加少量氯水,振荡后静置, CCl4层未变红色;

依据实验回答下列问题:

(1)分析上述实验,写出每一实验可以确定离子一定存在或不存在的种类。

实验①可以确定:一定存在的离子有__________,一定不存在的离子有___________;

实验②可以确定:一定存在的离子有___________________,一定不存在的离子有________;

实验③可以确定:一定不存在的离子有_____________________。

(2)试通过分析与计算,原溶液中K+的物质的量浓度为____________mol·L-1。

 

(12分)(1)

实验①可以确定:一定存在的离子有 NH4+、Al3+,一定不存在的离子有 CO32- ;

实验②可以确定:一定存在的离子有 SO42- ,一定不存在的离子有 Ba2+ ;

实验③可以确定: 一定不存在的离子有 Br- 。

(2)K+的物质的量浓度: ≥ 0.2mol·L?1。 (每空各2分)

【解析】

试题分析:(1)①中与氢氧化钠反应产生气体的离子只有铵根离子,所以原溶液中一定含有NH4+,且NH4+的物质的量是0.02mol;向甲溶液中通人过量的CO2,生成白色沉淀,沉淀经过滤、洗涤、干燥、灼烧后,得到1.02 g固体,说明该溶液中一定存在Al3+,加入的过量的氢氧化钠使铝离子以偏铝酸根离子存在,通入二氧化碳后,产生氢氧化铝沉淀,氢氧化铝灼烧后得到氧化铝,所以氧化铝的物质的量是1.02g/102g/mol=0.01mol,则Al3+的物质的量是0.02mol;因为存在铝离子,所以与铝离子不能共存的离子碳酸根离子一定不存在;

实验②:第二份加足量盐酸酸化的BaC12溶液,经过滤、洗涤、干燥后,得到沉淀的质量为11.65 g,说明原溶液中一定存在SO42-,11.65g是硫酸钡的质量,则硫酸根离子的物质的量是11.65g/233g/mol=0.05mol;因为存在硫酸根离子,所以一定不存在Ba2+;

③第三份加CCl4,滴加少量氯水,振荡后静置, CCl4层未变红色,说明原溶液中一定不存在Br-,根据电荷守恒,n(NH4+)+3n(Al3+)=0.02+0.06=0.08<2n(SO42-)=0.10,所以原溶液中一定存在K+;

(2)因为不能确定氯离子是否存在,所以100mL溶液中K+的物质的量浓度大于或等于(0.10-0.08)mol/0.1L =0.2mol·L?1,即原溶液中K+的物质的量浓度为≥ 0.2mol·L?1。

考点:考查溶液中离子成分的鉴定,电荷守恒规律的应用

 

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