Question

某混合物，可能含有以下幾種離子：K⁺、Cl^-、NH₄⁺、Mg²⁺、CO₃^2-、Ba²⁺、SO₄^2-，若將該混合物溶于水可得澄清溶液，現(xiàn)取3份各100mL該溶液分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	實(shí)驗(yàn)內(nèi)容	實(shí)驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）
3	加足量BaCl2溶液時(shí)，對(duì)所得沉淀進(jìn)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6.63g，第二次稱量讀數(shù)為4.66g

試回答下列問題：
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1對(duì)Cl^-是否存在的判斷是

 

（填“一定存在”“一定不存在”或“不能確定”）；根據(jù)實(shí)驗(yàn)1～3判斷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（可以不填滿，也可以增加）：

陰離子符號(hào)	物質(zhì)的量濃度（mol/L）

（3）試確定K⁺是否存在？

 

，如果存在物質(zhì)的量濃度為

 

，如果不存在理由是

 

_．
NH₄Cl晶體．

Answer 1

考點(diǎn)：常見離子的檢驗(yàn)方法

專題：物質(zhì)檢驗(yàn)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(shí)驗(yàn)1對(duì)確定是否含有氯離子不能確定；利用實(shí)驗(yàn)2可知含有銨離子，利用實(shí)驗(yàn)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加足量NaOH溶液并加熱，能收集到氣體，則該氣體為氨氣，且依據(jù)標(biāo)況下氨氣的體積可以計(jì)算銨根的物質(zhì)的量；
③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4.66g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；
結(jié)合以上分析以及題中給出的數(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(jì)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0.01 mol和0.02 mol，根據(jù)電荷守恒得K⁺一定存在，據(jù)此分別解答即可．

解答： 解：（1）碳酸銀、硫酸銀、氯化銀都是白色沉淀，因此實(shí)驗(yàn)1得到沉淀無法確定是氯化銀，故實(shí)驗(yàn)1對(duì)Cl^-是否存在的判斷是：不能確定；利用實(shí)驗(yàn)2可知含有銨離子，利用實(shí)驗(yàn)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：不能確定；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4.66g固體為BaSO₄，利用硫守恒可知溶液中c（SO₄^2-）=

4.66g 233g/mol

0.1L

=0.2mol/L；6.27g固體中碳酸鋇的質(zhì)量為6.63g-4.66g=1.97g，利用碳守恒可知溶液中c（CO₃^2-）=

1.97g 197g/mol

0.1L

=0.1mol/L，故答案為：

陰離子符號(hào)	物質(zhì)的量濃（mol/L）
CO32-	0.1
SO42-	0.2

；
（3）溶液中肯定存在的離子是NH₄⁺、CO₃^2-和SO₄^2-，經(jīng)計(jì)算，NH₄⁺的物質(zhì)的量為1.12L/22.4L/mol=0.05 mol，利用（2）中分析、計(jì)算可知CO₃^2-、SO₄^2-的物質(zhì)的量分別為0.01 mol和0.02 mol，根據(jù)電荷守恒可知溶液中一定存在K⁺，n（K⁺）≥2n（CO₃^2-）+2n（SO₄^2-）-n（NH₄⁺）=2×0.01+2×0.02-0.05=0.01mol，鉀離子的物質(zhì)的量濃度為：≥0.1mol/l，所以故答案為：存在，溶液中肯定存在的離子是NH₄⁺、CO₃^2-和SO₄^2-，經(jīng)計(jì)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0.01 mol和0.02 mol，根據(jù)電荷守恒得K⁺一定存在，且鉀離子的物質(zhì)的量濃度為：≥0.1mol/l．

點(diǎn)評(píng)：本題考查離子檢驗(yàn)，解答時(shí)需結(jié)合定量計(jì)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．