Question

4．某混合物的水溶液中，只可能含有以下离子中的若干种：K⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、Cl-、CO₃²-和SO₄²-．现每次取100.00mL进行实验：（已知：）
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生；
②第二份加入足量NaOH后加热，收集到气体0.896L（标准状况下）
③第三份加入足量BaCl₂溶液后得干燥沉淀6.27g，沉淀经足量盐酸洗涤，干燥后剩余2.33g．请回答：
（1）c（CO₃^2-）=0.2mol/Lmol/L；
（2）K⁺是否存在？存在；
（3）根据以上实验，不能判断（填离子符号）是否存在．若存在此离子，如何进行检验？取少量原试液，加足量硝酸钡溶液过滤，取滤液加足量稀硝酸和硝酸银溶液，若有沉淀证明存在氯离子，否则无氯离子．

Answer 1

分析 先根据实验现象判断溶液中存在的离子，不存在的离子，可能存在的离子．
（1）先判断③中酸洗涤前后质量减少的量的成分，再根据减少的沉淀的量计算碳酸根离子的浓度；
（2）先确定实验③中酸洗后沉淀的成分，计算硫酸根离子的物质的量，根据氨气的体积计算铵根离子的物质的量，再根据溶液中阴阳离子所带电荷相等，判断钾离子是否存在；
（3）根据实验现象判断；根据氯离子的检验方法检验，但先判断硫酸根离子的干扰．

解答 解：根据实验①现象判断：该溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，
根据实验②现象：有气体无沉淀，该溶液中不含Mg²⁺，含有NH₄⁺，
根据实验③现象：产生沉淀，部分沉淀溶于盐酸，说明沉淀既有硫酸钡又有碳酸钡，则该溶液中含有CO₃^2-和SO₄^2-离子，
（1）根据实验③现象，酸洗涤沉淀前后，质量减少，减少的质量为碳酸钡的质量，
Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓
1mol              197g
0.02mol   （6.27-2.33）g
碳酸根的物质的量浓度=$\frac{n}{V}$=0.2mol/L，
故答案为：0.2mol/L；
（2）根据实验③现象，酸洗涤沉淀后沉淀的质量为硫酸钡的质量，
Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓
        1mol        233g 
     0.01mol      2.33g 
实验②铵根与氢氧根反应产生氨气，
NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O
1mol               22.4L
0.04mol           0.896L 
则硫酸根的物质的量为0.01mol，铵根离子的物质的量为0.04mol，根据溶液中阴阳离子所带电荷相等得，假设钾离子存在，氯离子不存在，一个硫酸根离子、一个碳酸根离子都各带两个单位的负电荷，一个铵根离子、一个钾离子各带一个单位的正电荷，设其物质的量为xmol，根据溶液中阴阳离子所带电荷相等列方程式，0.02mol×2+0.01mol×2=0.04m0l×1+xmol×1，x=0.02，钾离子的物质的量浓度=$\frac{n}{V}$=0.2mol/L，若溶液中存在氯离子，钾离子的浓度会大于0.2mol/L，则证明钾离子一定存在，
故答案为：存在；
（3）根据实验①现象判断，不能判断氯离子是否存在；氯离子和银离子反应生成白色沉淀，且该沉淀不溶于水和硝酸，所以可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验，但先判断硫酸根离子的干扰，
故答案为：不能判断氯离子是否存在；取少量原试液，加足量硝酸钡溶液过滤，取滤液加足量稀硝酸和硝酸银溶液，若有沉淀证明存在氯离子，否则无氯离子．

点评 本题考查了离子的检验方法和离子共存知识，把握实验中发生的反应、现象与结论的关系为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大．