Question

由幾種離子化合物組成的混合物，含有以下離子中的若干種：K⁺、Cl^-、NH₄⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-．將該混合物溶于水后得澄清溶液，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	加AgNO3 溶液	有白色沉淀生成
2	加足量NaOH 溶液并加熱	收集到氣體1.12L（已折算成標準狀況下的體積）
3	加足量BaCl2 溶液，對所得沉淀進行洗滌、干燥、稱量；再向沉淀中加足量稀鹽酸，然后干燥、稱量	第一次稱量讀數(shù)為6.27g，第二次稱量讀數(shù)為2.33g

請回答下列問題：
（1）根據(jù)實驗1～3判斷原混合物中一定不存在的離子是

 

．
（2）試確定溶液中一定存在的陰離子及其物質(zhì)的量濃度（可不填滿）：

陰離子符號	物質(zhì)的量濃度（mol?L-1）

（3）試確定K⁺ 是否存在？

 

，判斷的理由是

 

．

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）因碳酸銀、硫酸銀、氯化銀都是白色沉淀，因此實驗1對確定是否含有氯離子不能確定；利用實驗2可知含有銨離子，利用實驗3可知沉淀一定是碳酸鋇和硫酸鋇，即溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-，則溶液中一定不含Ba²⁺、Mg²⁺；
（2）碳酸鋇可溶于鹽酸，硫酸鋇不溶于鹽酸，因此加入鹽酸后剩余2.33g固體為BaSO₄，利用硫、碳守恒即可求算出溶液中c（SO₄^2-）、（CO₃^2-）的物質(zhì)的量濃度；
（3）結(jié)合前面和題中數(shù)據(jù)可知，溶液中肯定存在的離子是NH₄⁺、CO₃^2-和SO₄^2-，經(jīng)計算，NH₄⁺的物質(zhì)的量為0.05 mol，CO₃^2-、SO₄^2-的物質(zhì)的量分別為0.02 mol和0.01 mol，根據(jù)電荷守恒得K⁺一定存在．

解答： 解：（1）碳酸銀、硫酸銀、氯化銀都是白色沉淀，因此實驗1得到沉淀無法確定是氯化銀，故實驗1對Cl^-是否存在的判斷是：不能確定；利用實驗2可知含有銨離子，利用實驗3可知沉淀一定是碳酸鋇和硫酸鋇，即溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-，碳酸鋇、碳酸鎂、硫酸鋇等都是不溶于水的沉淀，故可判知溶液一定不存在的離子是：Ba²⁺、Mg²⁺，故答案為：Ba²⁺、Mg²⁺；
（2）結(jié)合（1）中分析可知溶液中一定含有的陰離子為CO₃^2-、SO₄^2-，由碳酸鋇可溶于鹽酸，硫酸鋇不溶于鹽酸可推知加入鹽酸后剩余2.33g固體為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固體中碳酸鋇的質(zhì)量為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，
故答案為：SO₄^2-、0.1mol/L；CO₃^2-、0.2mol/L；
（3）溶液中肯定存在的離子是NH₄⁺、CO₃^2-和SO₄^2-，經(jīng)計算，NH₄⁺的物質(zhì)的量為

1.12L

22.4L/mol

=0.05 mol，利用（2）中分析、計算可知CO₃^2-、SO₄^2-的物質(zhì)的量分別為0.02 mol和0.01 mol，根據(jù)電荷守恒，n（+）=n（NH₄⁺）=0.05mol，n（-）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）=0.06mol，鉀離子一定存在，
故答案為：存在；通過實驗可知溶液中一定存在的離子是NH₄⁺、SO₄^2-、CO₃^2-，經(jīng)計算，銨根離子的物質(zhì)的量為0.05mol，碳酸根離子為0.01mol，硫酸根離子為0.02mol，根據(jù)電荷守恒，n（+）=n（NH₄⁺）=0.05mol，n（-）=2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）=0.06mol，鉀離子一定存在．

點評：本題考查離子檢驗，解答時需結(jié)合定量計算，思維容量大，方法靈活，值得研究該類試題的解法與命題意境．