Question

6．某混合物澄清透明的水溶液中，可能含有以下離子中若干種：K⁺、Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，現每次取該溶液100.00mL溶液進行以下實驗：
①第一份加入AgNO₃溶液發(fā)現有沉淀生成；
②第二份加足量BaCl₂溶液生成沉淀，洗滌后干燥得沉淀6.27g，再將該沉淀加入足量鹽酸溶解后再過濾洗滌干燥得沉淀2.33g．
請回答下列問題：
（1）根據以上實驗判斷，原溶液中可能存在的離子是Cl^-．
（2）原溶液中一定存在的陽離子是K⁺，其物質的量濃度至少為0.6mol/l．
（3）原溶液中一定存在的陰離子是CO₃^2-、SO₄^2-，其物質的量濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/l．

Answer 1

分析 ①第一份加入AgNO₃溶液發(fā)現有沉淀生成，能和銀離子反應生成白色沉淀的微粒有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份加足量BaCl₂溶液生成沉淀，洗滌后干燥得沉淀6.27g，再將該沉淀加入足量鹽酸溶解后再過濾洗滌干燥得沉淀2.33g，能和鋇離子生成沉淀的有CO₃^2-、SO₄^2-，碳酸鋇能溶于稀鹽酸、硫酸鋇不溶于稀鹽酸，生成的沉淀部分溶于稀鹽酸、部分不溶于稀鹽酸，說明溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-，反應前混合溶液澄清，則溶液中不存在能和碳酸根離子、硫酸根離子反應的離子，如Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，溶液呈電中性，所以一定含有K⁺，根據以上分析不能確定是否含有氯離子，n（BaSO₄）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，n（BaCO₃）=$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol，據此分析解答．

解答 解：①第一份加入AgNO₃溶液發(fā)現有沉淀生成，能和銀離子反應生成白色沉淀的微粒有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份加足量BaCl₂溶液生成沉淀，洗滌后干燥得沉淀6.27g，再將該沉淀加入足量鹽酸溶解后再過濾洗滌干燥得沉淀2.33g，能和鋇離子生成沉淀的有CO₃^2-、SO₄^2-，碳酸鋇能溶于稀鹽酸、硫酸鋇不溶于稀鹽酸，生成的沉淀部分溶于稀鹽酸、部分不溶于稀鹽酸，說明溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-，反應前混合溶液澄清，則溶液中不存在能和碳酸根離子、硫酸根離子反應的離子，如Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，溶液呈電中性，所以一定含有K⁺，根據以上分析不能確定是否含有氯離子，n（BaSO₄）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，n（BaCO₃）=$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol，
（1）通過以上分析知，可能存在的離子是Cl^-，故答案為：Cl^-；
（2）通過以上分析知，一定存在的陽離子是K⁺，如果溶液中沒有氯離子，則此時鉀離子濃度最低，根據電荷守恒得c（K⁺）=$\frac{\frac{0.01mol×2+0.02mol×2}{1}}{0.1L}$=0.6mol/L，
故答案為：K⁺；0.6；
（3）通過以上分析知，一定存在的陰離子是CO₃^2-、SO₄^2-，根據原子守恒得n（CO₃^2-）=n（BaCO₃）=0.02mol、n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=0.01mol，則c（CO₃^2-）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.1mol/L、n（SO₄^2-）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，
故答案為：CO₃^2-、SO₄^2-；0.2；0.1．

點評 本題以常見陰陽離子判斷為載體考查物質的量濃度計算，為高頻考點，明確離子共存條件、離子性質是解本題關鍵，注意原子守恒的靈活運用，題目難度不大．