Question

【题目】（在Na+浓度为0.5 mol/L的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子。（已知H2SiO3为不溶于水的胶状沉淀，加热时易分解为两种氧化物）

阳离子	K+	Ag+	Ca2+	Ba2+
阴离子	NO3－	CO32-	SiO32-	SO42-

现取该溶液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盐酸	生成白色胶状沉淀并放出标准状况下0.56 L气体
Ⅱ	将Ⅰ中产生的混合液过滤，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	向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液	无明显现象

请回答下列问题：

（1）实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是________；

（2）实验Ⅰ中生成气体的离子方程式为________；

（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）		0.25mol/L

（4）判断K+是否存在，若存在，其最小浓度为________，若不存在，请说明理由：________。

Answer 1

【答案】Ag+、Ca2+、Ba2+CO32－＋2H＋ ＝ H2O＋CO2↑

阴离子	NO3－	CO32－	SiO32－	SO42－
c/molL-1	？	0.25	0.4	0

存在最小浓度为0.8 mol/L

【解析】

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CO32-。与盐酸反应生成CO2的物质的量＝＝0.025mol，则根据碳原子守恒可知，CO32－的浓度其浓度为＝＝0.25mol/L。溶液中含有CO32－，则一定没有Ag+、Ca2+、Ba2+；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-，发生反应SiO32-+2H+＝H2SiO3↓。根据实验Ⅱ可知，2.4g是固体是二氧化硅，其物质的量＝＝0.04mol。则根据硅原子守恒可知SiO32-的浓度为＝0.4mol/L。由实验Ⅲ可知溶液中不含SO42-，根据电荷守恒2c（CO32-）+2c（SiO32-）＝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CO32-、SiO32-，则一定没有Ag+、Ca2+、Ba2+；

（2）实验Ⅰ中生成气体的离子方程式为：CO32－＋2H＋ ＝ H2O＋CO2↑；

（3）通过上述分析计算可知，

阴离子	NO3－	CO32－	SiO32－	SO42－
c/molL-1	？	0.25	0.4	0

（4）根据电荷守恒2c（CO32-）+2c（SiO32-）＝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。