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⁺、Cl^-、NH

+ 4

、Mg²⁺、Ba²⁺、CO

2- 3

、SO

2- 4

．将该混合物溶于水后得澄清溶液，现取三份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	加入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（标准状况下）
3	加入足量BaCl2溶液，反应后进行、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6.27g，第二次称量读数2.33g

请回答下列问题：
（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

 

．
（2）试确定100mL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）
	1

（3）K⁺是否存在？

 

（填“存在”、或“不存在”），判断的理由是

 

．

Answer 1

考点：物质的检验和鉴别的实验方案设计,离子共存问题

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）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；
（3）结合前面和题中数据可知，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．

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n（SO₄^2-）=

2.33g

233g/mol

=0.01mol，c（SO₄^2-）=

0.01mol

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n（CO₃^2-）=

3.94g

197g/mol

=0.02mol，c（CO₃^2-）=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L，
故答案为：

阴离子符号	物质的量浓度（mol?L-1）
SO42-	0.1mol/L
CO32-	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

11.2L

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0.02 mol和0.01 mol，根据电荷守恒，n（+）=n（NH₄⁺）=0.05mol，n（-）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）=0.06mol，钾离子一定存在，
故答案为：存在；通过实验可知溶液中一定存在的离子是NH₄⁺、SO₄^2-、CO₃^2-，经计算，铵根离子的物质的量为0.05mol，碳酸根离子为0.01mol，硫酸根离子为0.02mol，根据电荷守恒，n（+）=n（NH₄⁺）=0.05mol，n（-）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）=0.06mol，钾离子一定存在．

点评：本题考查物质鉴别，为高频考点，涉及物质的性质、反应与现象等，把握物质的性质及离子检验方法等为解答的关键，侧重分析与、计算、实验能力的考查，题目难度不大．