Question

由几种离子化合物组成的混合物，含有以下离子中的若干种：K⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-．将该混合物溶于水后得澄清溶液，现取3份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，所得沉淀为6.27g，向沉淀中加足量稀盐酸，然后干燥、称量为2.33g．

试回答下列问题：
（1）根据实验①对Cl^-是否存在的判断是

 

（填“一定不存在”、“一定存在”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

 

．
（2）试确定溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度（可不填满）：

阴离子符号	物质的量浓度（mol?L-1）

（3）试确定K⁺是否存在

 

（填“是”、或“否”），判断的理由是

 

．

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⁺；
②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；
③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2.33g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0.02 mol和0.01 mol，根据电荷守恒得K⁺一定存在，据此分别解答即可．

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2.33g固体为BaSO₄，利用硫守恒可知溶液中c（SO₄^2-）=

2.33g 233g/mol

0.1L

=0.1mol/L；6.27g固体中碳酸钡的质量为6.27g-2.33g=3.94g，利用碳守恒可知溶液中c（CO₃^2-）=

3.94g 197g/mol

0.1L

=0.2mol/L，故答案为：SO₄^2-、0.1mol/L；CO₃^2-、0.2mol/L；
（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1.12L22.4L/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0.02 mol和0.01 mol，根据电荷守恒可知溶液中一定存在K⁺，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0.02 mol和0.01 mol，根据电荷守恒得K⁺一定存在．

点评：本题考查离子检验，解答时需结合定量计算，思维容量大，方法灵活，值得研究该类试题的解法与命题意境．