Question

【题目】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＋、NH、Cl－、CO、SO，现取两份100 mL溶液进行如下实验：

①第一份加过量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。

②在甲溶液中通入过量CO2，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1．02 g。

③第二份加足量BaCl2溶液后,得白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后,质量为11．65 g。

根据上述实验回答：

（1）一定不存在的离子是______，不能确定是否存在的离子是______。

（2）试确定溶液中肯定存在的离子及其浓度数值或范围（可不填满）：

离子符号________，浓度_________mol/L；

离子符号________，浓度_________mol/L；

离子符号________，浓度_________mol/L；

离子符号________，浓度_________mol/L；

（3）溶液中是否含有K+还可以通过实验方法验证，请你叙述实验操作、方法及结论：__________。

Answer 1

【答案】 Fe3＋、Mg2＋、Ba2＋、CO Cl－ NH 0.2 Al3＋ 0.2 K＋ 0.2 是 【答题空10】电荷守恒 用铂丝蘸取少量试液，在酒精灯灼烧，并透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色为紫色，可知溶液里含有K+

【解析】①第一份加过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.02mol，该气体是氨气，一定有铵根离子，铵根离子的物质的量是0.02mol，无沉淀生成，一定不含Fe3+、Mg2+；
②在甲溶液中通入过量CO2，生成白色沉淀，该沉淀是氢氧化铝，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，得到氧化铝，氧化铝质量为1.02g，即氧化铝的物质的量为0.01mol，根据铝元素守恒，含有铝离子的物质的量是0.02mol，Al3+与CO32-易发生双水解，则一定不含CO32-；
③第二份加足量BaCl2溶液后，得白色沉淀，即硫酸钡沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g，所以一定有SO42-，物质的量是=0.05mol，一定不含Ba2+，n(NH4+)+3n(Al3+)=0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，2n(SO42-)=0.1mol，根据电荷守恒，一定存在钾离子，因为不确定的是Cl-，钾离子的最小物质的量是0.02mol，综上知道，一定不存在的离子有：Fe3+、Mg2+、CO32-、Ba2+，一定存在的离子有：K+、SO42-、NH4+、Al3+，不能确定的是Cl-；
(1)一定不存在的离子是Fe3+、Mg2+、CO32-、Ba2+，不能确定的是Cl-；
(2)肯定存在的离子是K+、SO42-、NH4+、Al3+，NH4+的物质的量是0.02mol，溶液体积是0.1L，所以c(NH4+)=0.2mol/L，溶液SO42-物质的量是0.05mol，体积是0.1L，所以c(SO42-)=0.5mol/L，Al3+的物质的量是0.02mol，溶液体积是0.1L，所以c(Al3+)=0.2mol/L，钾离子的浓度随着氯离子而定，即c(K+)≥0.2mol/L；
(3)溶液中一定存在钾离子，因为n(NH4+)+3n(Al3+)=0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，2n(SO42-)=0.1mol，根据电荷守恒，一定存在钾离子；可借助熖色反应来验证K+的存在，具体操作是用铂丝蘸取少量试液，在酒精灯灼烧，并透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色为紫色，可知溶液里含有K+。