Question

某混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-．現(xiàn)取三份100mL該溶液分別進行如下實驗：

實驗序號	實驗內(nèi)容	實驗結(jié)果
①	第一份中加AgNO3溶液	有白色沉淀生成
②	第二份中加足量NaOH溶液并加熱	只收集到標準狀況下0.896L氣體，無沉淀生成，同時得到溶液A
③	向溶液A中通入過量CO2，所得白色沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后稱量	固體質(zhì)量為2.04g
④	第三份加足量BaCl2溶液，所得沉淀經(jīng)足量稀鹽酸洗滌、干燥后稱量	沉淀質(zhì)量為23.3g

試回答下列問題：
（1）根據(jù)實驗①判斷Cl^-是否存在

 

（填“是”、“否”或“不能確定”）．
（2）寫出實驗③中灼燒后所得固體與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式

 

．
（3）該混合溶液中一定不存在的離子是

 

，不能確定是否存在的離子是

 

．
（4）該溶液中一定存在的陰離子及其物質(zhì)的量濃度為（可不填滿）：

陰離子符號	物質(zhì)的量濃度（mol?L-1）

（5）若以惰性電極電解該溶液，開始時陽極的電極反應(yīng)式可能為

 

或

 

．

Answer 1

考點：常見陽離子的檢驗,常見陰離子的檢驗

專題：物質(zhì)檢驗鑒別題

分析：①加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，說明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份中加足量NaOH溶液并加熱，只收集到標準狀況下0.896L氣體，無沉淀生成，則溶液中一定不含Mg²⁺、Fe³⁺，生成氣體為氨氣，則一定含有NH₄⁺，其物質(zhì)的量為：n（NH₄⁺）=n（NH₃）=

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol；
③向溶液A中通入過量CO₂，所得白色沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后稱量，沉淀只能為氫氧化鋁，則原溶液中一定含有Al³⁺，一定不含CO₃^2-；2.04g固體為氧化鋁，物質(zhì)的量為：

2.04g

102g/mol

=0.02mol，則原溶液中鋁離子的物質(zhì)的量為0.04mol；
④第三份加足量BaCl₂溶液，所得沉淀經(jīng)足量稀鹽酸洗滌、干燥后稱量，沉淀質(zhì)量為23.3g，沉淀為硫酸鋇，且物質(zhì)的量為：

23.3g

233g/mol

=0.1mol，則原溶液中一定含有SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺，再根據(jù)電荷守恒判斷是否含有鉀離子，
根據(jù)以上分析進行解答各題．

解答： 解：①加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，說明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份中加足量NaOH溶液并加熱，只收集到標準狀況下0.896L氣體，無沉淀生成，則溶液中一定不含Mg²⁺、Fe³⁺，生成氣體為氨氣，則一定含有NH₄⁺，其物質(zhì)的量為：n（NH₄⁺）=n（NH₃）=

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol；
③向溶液A中通入過量CO₂，所得白色沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后稱量，沉淀只能為氫氧化鋁，則原溶液中一定含有Al³⁺，根據(jù)離子共存可知一定不含CO₃^2-；2.04g固體為氧化鋁，物質(zhì)的量為：

2.04g

102g/mol

=0.02mol，則原溶液中鋁離子的物質(zhì)的量為0.04mol；
④第三份加足量BaCl₂溶液，所得沉淀經(jīng)足量稀鹽酸洗滌、干燥后稱量，沉淀質(zhì)量為23.3g，沉淀為硫酸鋇，且物質(zhì)的量為：n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）

23.3g

233g/mol

=0.1mol，則原溶液中一定含有SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺；
溶液為電中性，已知正電荷的物質(zhì)的量為：n（NH₄⁺）+3n（Al³⁺）=0.04mol+0.04mol×3=0.16mol，已知含有0.1mol硫酸根離子，則含有負電荷的物質(zhì)的量為0.2mol，則溶液中一定含有鉀離子，至少為：0.2mol-0.16mol=0.04mol，
（1）由于Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-都能夠與硝酸銀反應(yīng)生成白色沉淀，則無法確定原溶液中是否含有氯離子，
故答案為：不能確定；
（2）實驗③中灼燒后所得固體為Al₂O₃，Al₂O₃為兩性氧化物，能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；
（3）根據(jù)以上分析可知，原溶液中一定不存在的離子有：Mg²⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、CO₃^2-；無法確定是否含有氯離子，
故答案為：Mg²⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、CO₃^2-；Cl^-；
（4）根據(jù)分析可知，原溶液中一定存在的陰離子為SO₄^2-，物質(zhì)的量為：n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=

23.3g

233g/mol

=0.1mol，則硫酸根離子的濃度為：c（SO₄^2-）=

0.1mol

0.1L

=1.00mol/L，
故答案為：SO₄^2-  1.00；
（5）電解池中，陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，如果含有氯離子，則電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，如果不含氯離子，則水電離的氫氧根離子放電，其電極反應(yīng)為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；2Cl^--2e^-=Cl₂↑．

點評：本題考查了常見離子的檢驗、電極反應(yīng)原理及電極反應(yīng)式的書寫，題目難度中等，注意掌握常見離子的性質(zhì)及檢驗方法，明確電極反應(yīng)原理，能夠正確書寫電極反應(yīng)式，本題中根據(jù)溶液電中性確定鉀離子的存在為易錯點．