某混合物.可能含有以下几种离子:K+.Cl-.NH4+.Mg2+.CO32-.Ba2+.SO42-.若将该混合物溶于水可得澄清溶液.现取3份各100mL该溶液分别进行如下实验:实验序号实验内容实验结果1加AgNO3溶液有白色沉淀生成2加足量NaOH溶液并加热收集到气体1.12L(已折算成标准状况下的体积)3加足量BaCl2溶液时.对所得沉淀进行洗涤.干燥.称量,再向沉� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

12．某混合物，可能含有以下几种离子：K⁺、Cl^-、NH₄⁺、Mg²⁺、CO₃^2-、Ba²⁺、SO₄^2-，若将该混合物溶于水可得澄清溶液，现取3份各100mL该溶液分别进行如下实验：

实验序号	实验内容	实验结果
1	加AgNO₃溶液	有白色沉淀生成
2	加足量NaOH溶液并加热	收集到气体1.12L（已折算成标准状况下的体积）
3	加足量BaCl₂溶液时，对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量；再向沉淀中加足量稀盐酸，然后干燥、称量	第一次称量读数为6.63g，第二次称量读数为4.66g

试回答下列问题：
（1）根据实验1对Cl^-是否存在的判断是不能确定（填“一定存在”“一定不存在”或“不能确定”）；根据实验1～3判断混合物中一定不存在的离子是Ba²⁺、Mg²⁺．
（2）试确定溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度（（可以不填满，也可以增加））：

阴离子符号	物质的量浓度（mol/L）

（3）试确定K⁺是否存在？存在，如果存在，c（K⁺）溶液中肯定存在的离子是NH₄⁺、CO₃^2-和SO₄^2-，经计算，NH₄⁺的物质的量为0.05 mol，CO₃^2-、SO₄^2-的物质的量分别为0.01 mol和0.02 mol，根据电荷守恒得K⁺一定存在，且钾离子的物质的量浓度为：≥0.1mol/l，如果不存在，理由是、．

分析因碳酸银、硫酸银、氯化银都是白色沉淀，因此实验1对确定是否含有氯离子不能确定；利用实验2可知含有铵离子，利用实验3可知沉淀一定是碳酸钡和硫酸钡，即溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-，则溶液中一定不含Ba²⁺、Mg²⁺；
加足量NaOH溶液并加热，能收集到气体，则该气体为氨气，且依据标况下氨气的体积可以计算铵根的物质的量；
碳酸钡可溶于盐酸，硫酸钡不溶于盐酸，因此加入盐酸后剩余4.66g固体为BaSO₄，利用硫、碳守恒即可求算出溶液中c（SO₄^2-）、（CO₃^2-）的物质的量浓度；
结合以上分析以及题中给出的数据可知，溶液中肯定存在的离子是NH₄⁺、CO₃^2-和SO₄^2-，经计算，NH₄⁺的物质的量为0.05 mol，CO₃^2-、SO₄^2-的物质的量分别为0.01 mol和0.02 mol，根据电荷守恒得K⁺一定存在，以此来解答．

解答解：（1）碳酸银、硫酸银、氯化银都是白色沉淀，因此实验1得到沉淀无法确定是氯化银，故实验1对Cl^-是否存在的判断是：不能确定；
利用实验2可知含有铵离子，利用实验3可知沉淀一定是碳酸钡和硫酸钡，即溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-，碳酸钡、碳酸镁、硫酸钡等都是不溶于水的沉淀，故可判知溶液一定不存在的离子是：Ba²⁺、Mg²⁺，
故答案为：不能确定；Ba²⁺、Mg²⁺；
（2）结合（1）中分析可知溶液中一定含有的阴离子为CO₃^2-、SO₄^2-，由碳酸钡可溶于盐酸，硫酸钡不溶于盐酸可推知加入盐酸后剩余4.66g固体为BaSO₄，利用硫守恒可知溶液中c（SO₄^2-）=$\frac{\frac{4.66g}{233g/mol}}{0.1L}$=0.2mol/L；6.27g固体中碳酸钡的质量为6.63g-4.66g=1.97g，利用碳守恒可知溶液中c（CO₃^2-）=$\frac{\frac{1.97g}{197g/mol}}{0.1L}$=0.1mol/L，故答案为：

阴离子符号	物质的量浓度（mol/L）
CO₃^2-	0.1
SO₄^2-	0.2

；
（3）溶液中肯定存在的离子是NH₄⁺、CO₃^2-和SO₄^2-，经计算，NH₄⁺的物质的量为1.12L/22.4L/mol=0.05 mol，利用（2）中分析、计算可知CO₃^2-、SO₄^2-的物质的量分别为0.01 mol和0.02 mol，根据电荷守恒可知溶液中一定存在K⁺，n（K⁺）≥2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）-n（NH₄⁺）=2×0.01+2×0.02-0.05=0.01mol，钾离子的物质的量浓度为：≥0.1mol/l，
故答案为：存在；溶液中肯定存在的离子是NH₄⁺、CO₃^2-和SO₄^2-，经计算，NH₄⁺的物质的量为0.05 mol，CO₃^2-、SO₄^2-的物质的量分别为0.01 mol和0.02 mol，根据电荷守恒得K⁺一定存在，且钾离子的物质的量浓度为：≥0.1mol/l．

点评本题考查常见离子的检验，为高频考点，把握离子检验的试剂、现象与结论为解答本题的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意物质的量的计算及电荷守恒应用，题目难度不大．

练习册系列答案

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2．

（1）将碳与水蒸气在高温下反应制得水煤气．水煤气的主要成分是CO和H₂，两者的体积比约为l：l．
已知：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-111.0kJ•mol^-1；
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-242.0kJ•mol^-1．
写出由C（s）与H₂O（g）反应生成水煤气的热化学方程式：C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=+131kJ•mol^-1．
（2）为减弱温室效应，有一种思路是将CO₂转化成其它可燃物质．工业上已实现CO₂和H₂反应生成甲醇的转化．已知：在一体积恒定为1L的恒温密闭容器中充入l mol CO₂和
3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）
△H=-50.0kJ/mol，测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如右图所示．请回答：
①反应进行到10min时放出的热量为37.5kJ．
②在前10min内，用H₂浓度的变化表示的反应速率v（H₂）=0.225 mol•L^-1•min^-1．
③能判断该反应达到化学平衡状态的依据是ABF．
A．容器压强不变                   B．混合气体中c（CO₂）不变
C．vCH₃OH）=vH₂O）             D．c（CH₃OH）=c（H₂O）
E．混合气体的密度不变              F．混合气体的平均相对分子质量不变
④该反应平衡常数的表达式为$\frac{c（C{H}_{3}OH）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$．
⑤反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入1mol CO₂、3mol H₂并达到新的平衡，与原平衡相比，CO₂的物质的量浓度增大（填“增大”“不变”或“减小”，下同），H₂的转化率增大．

3．25℃时，pH=3的一元弱酸HA与pH=11的一元强碱ROH等体积混合后，溶液中各离子浓度的关系正确的是（　　）

	A．	c（A^-）＞c（R⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）		B．	c（A^-）＞c（R⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
	C．	c（R⁺）＞c（A^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）		D．	c（R⁺）＞c（A^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）