Question

【题目】某固体混合物中，可能含有下列离子中的几种：K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Cl-、SO42-、CO32-，将该混合物溶于水后得澄清溶液，现取三份各100mL该溶液分别进行如下实验：

（1）在一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成；

（2）在另一份溶液中加入足量的NaOH溶液并加热，收集到1．12L气体（标准状况下）；

（3）在第三份溶液中加入足量的BaCl2溶液有沉淀生成，经称量其质量为6．27g，在该沉淀中加入足量的盐酸，沉淀部分溶解，剩余固体质量为2．33g。

根据上述实验回答下列问题：

①溶液中一定不存在的离子是____________；

②溶液中一定存在的阴离子有________，其物质的量浓度分别为__________；

③推断K+是否存在并说理由：_________。

Answer 1

【答案】Ba2+、Mg2+??? CO32-、SO42-??? c(SO42-)=0.1mol/L、c(CO32-)=0.2mol/L??? 存在，经过计算可知，只有存在K+溶液中的离子电荷才能守恒???

【解析】

某固体混合物中，可能含有下列离子中的几种：K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Cl-、SO42-、CO32-，将该混合物溶于水后得澄清溶液，由于CO32-与Mg2+、Ba2+会发生沉淀反应而不能大量共存，因此若存在CO32-，就不含有Mg2+、Ba2+；SO42-与Ba2+也会发生沉淀反应而不能大量共存。

（1）在一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，说明可能有SO42-、CO32-、Cl-中的至少一种微粒；

（2）在另一份溶液中加入足量的NaOH溶液并加热，收集到1.12L标准状况下气体，说明含有NH4+，根据N元素守恒可知n(NH4+)=1.12L÷22.4L/mol=0.05mol；在第三份溶液中加入足量的BaCl2溶液有沉淀生成，经称量其质量为6.27g，在该沉淀中加入足量的盐酸，沉淀部分溶解，剩余固体质量为2.33g。说明含有SO42-，其物质的量是n(SO42-)=2.33g÷233g/mol=0．01mol，含有CO32-离子，其物质的量是n(CO32-)= (6.27g-2.33g) ÷197g/mol=0.02mol。在该溶液中一定含有CO32-、SO42-， CO32-与Mg2+、Ba2+会发生沉淀反应而不能大量共存，SO42-与Ba2+会发生沉淀反应而不能大量共存，因此一定不含有Mg2+、Ba2+；

①通过上述分析与计算可知，在溶液中一定不存在的离子是Ba2+、Mg2+；

②溶液中一定存在的阴离子有CO32-、SO42- +；它们的浓度分别是c(SO42-)=0．01mol÷0．1L=0．1mol/L；c(CO32-)=0．02mol÷0．1L=0．2mol/L；

③溶液中一定存在的离子有CO32-、SO42-、NH4+；其中阳离子带有的正电荷总数是0．05mol×1=0．05mol；阴离子带有的负电荷总数是0．01mol×2+0．02mol×2=0．06mol，大于阳离子带有的正电荷总数，因此该溶液中一定还含有其它阳离子。由于Mg2+、Ba2+不存在，因此一定含有K+。