Question

在Na⁺浓度为0.5mol/L的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子：

阳离子	K+、Ag+、Mg2+、Ba2+
阴离子	NO3-、CO32-、SiO32-、SO42-

取该溶液100mL进行如下实验（气体体积在标准状况下测定）：

序号	实验内容	实验结果
Ⅰ	向该溶液中加入足量稀HCl	产生白色沉淀并放出0.56L气体
Ⅱ	将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量	固体质量为2.4g
Ⅲ	在Ⅱ的滤液中滴加BaC12溶液	无明显现象

试回答下列问题：

（1）实验I能确定一定不存在的阳离子是                                                   。

（2）实验I中生成沉淀的离子方程式为                                                       。

（3）通过实验I、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写下表中阴离子的浓度（能计算出的，填写计算结果，一定

不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”）

阴离子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol·L-1

（4）判断K⁺是否存在，若存在求其最小浓度，若不存在说明理由                                  。

 

Answer 1

【答案】

（1）Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺（2分）（2）SiO₃^2-+2H⁺  ＝H₂SiO₃↓（或SiO₃^2-+2H⁺+H₂O＝H₄SiO₄↓）（2分）

（3）（每空1分）

阴离子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol/L	？	0.25	0.4	0

（4）存在，其最小浓度为0.8mol/L（2分）

【解析】

试题分析：由题意知溶液为澄清溶液，因此溶液中含有的离子必须能大量共存。由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO₃^2-。与盐酸反应生成CO₂的物质的量＝0.56L÷22.4L/mol＝0.025mol，则根据碳原子守恒可知，CO₃^2－的浓度其浓度为＝0.025mol÷0.1L＝0.25mol/L。溶液中含有CO₃^2－，则一定没有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO₃^2-，发生反应SiO₃^2-+2H⁺＝H₂SiO₃↓。根据实验Ⅱ可知，2.4g是固体是二氧化硅，其物质的量＝2.4g÷60g/mol＝0.04mol。则根据硅原子守恒可知SiO₃^2-的浓度为0.04mol÷0.1L＝0.4mol/L。由实验Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2-，根据电荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SiO₃^2-）＝2×0.25mol/L+2×0.4mol/L＝1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K⁺。由于不能确定NO₃^-是否存在，所以K^＋浓度至少为0.8mol/L。

（1）由实验Ⅰ可知，加入足量稀盐酸生成白色沉淀并在标准状况下放出0.56L气体，则该溶液中一定含有CO₃^2-、SiO₃^2-，则一定没有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺。

（2）实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为：SiO₃^2-+2H⁺＝H₂SiO₃↓。

（3）通过上述分析计算可知，

阴离子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol/L	？	0.25	0.4	0

（4）根据电荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SiO₃^2-）＝2×0.25mol/L+2×0.4mol/L＝1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K⁺。由于不能确定NO₃^-是否存在，所以K^＋浓度至少为0.8mol/L。

考点：考查离子共存以及离子检验的有关判断、计算