Question

今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-，现取三份100mL溶液进行如下实验：
①第一份溶液加入硝酸银溶液有沉淀生成
②第二份加入过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.02mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲．
③在第二份所得的甲溶液中通入过量的CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02g．
④第三份溶液加入足量BaCl₂溶液后，得到白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g．
根据上述实验回答：
（1）一定不存在的离子是

 

．
（2）试确定一定存在的阴离子及其浓度（可不填满）
离子符号

 

，浓度

 

．离子符号

 

，浓度

 

．
（3）试确定K⁺是否存在

 

（填“是”或“否”）理由是：

 

．

Answer 1

考点：常见阳离子的检验,常见阴离子的检验

专题：物质检验鉴别题

分析：①加入AgNO₃溶液有沉淀产生，说明溶液中可能存在Cl^-、SO₄^2-；
②第二份加入过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.02mol，无沉淀生成，0.02mol气体为氨气，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物质的量为0.02mol，无沉淀，说明原溶液中无Fe³⁺、Mg²⁺；
③在第二份所得的甲溶液中通入过量的CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02g，说明存在Al³⁺，1.02g为氧化铝；
④第三份溶液加入足量BaCl₂溶液后，得到白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g，沉淀为硫酸钡，说明原溶液存在SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺，再根据电荷守恒，得出一定存在钾离子，据此进行解答．

解答： 解：①加入AgNO₃溶液有沉淀产生，说明溶液中可能存在Cl^-、SO₄^2-；
②第二份加入过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.02mol，无沉淀生成，0.02mol气体为氨气，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物质的量为0.02mol，无沉淀，说明原溶液中无Fe³⁺、Mg²⁺；
③在第二份所得的甲溶液中通入过量的CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02g，说明存在Al³⁺，1.02g为氧化铝，铝离子物质的量为：

1.02g

102g/mol

×2=0.02mol；
④第三份溶液加入足量BaCl₂溶液后，得到白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g，沉淀为硫酸钡，说明原溶液存在SO₄^2-，物质的量为：

11.65g

233g/mol

=0.05mol，故原溶液中一定存在SO₄^2-，则一定没有Ba²⁺，
再根据电荷守恒，正电荷为：n（+）=n（NH₄⁺）+3n（Al³⁺）=0.02mol+3×0.02mol=0.08mol；n（-）=2n（SO₄^2-）=0.10mol，正电荷总物质的量小于于负电荷，故原溶液中一定有K⁺，至少为0.02mol；不能确定是否存在Cl^-，
依据以上分析得出：
（1）一定不存在的离子是Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺，不能确定是否存在的离子是Cl^-，故答案为：Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；
（2）依据c=

n

V

计算得出c（SO₄^2-）=

0.05mol

0.1L

=0.5mol/L，故答案为：c（SO₄^2-），0.5mol/L；
（3）依据电荷守恒得出一定存在钾，故答案为：是；依据电荷守恒，K⁺一定存在．

点评：本题考查常见阴、阳离子的检验方法，题目难度中等，注意掌握常见离子的化学性质及检验方法，本题中根据电荷守恒判断钾离子的存在为易错点，做题时需要细致分析．