Question

在Na⁺濃度為0.5mol/L的某澄清溶液中，還可能含有下表中的若干種離子：

陽離子	K+、Ag+、Mg2+、Ba2+
陰離子	NO3-、CO32-、SiO32-、SO42-

取該溶液100mL進行如下實驗（氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定）：

序號	實驗內(nèi)容	實驗結(jié)果
Ⅰ	向該溶液中加入足量稀鹽酸	產(chǎn)生白色沉淀并放出0.56L氣體
Ⅱ	將Ⅰ的反應(yīng)混合液過濾，對沉淀洗滌、 灼燒至恒重，稱量所得固體質(zhì)量	固體質(zhì)量為2.4g
Ⅲ	在Ⅱ的濾液中滴加BaCl2溶液	無明顯現(xiàn)象

試回答下列問題：
（1）實驗Ⅰ能確定一定不存在的陽離子是

 

．
（2）通過實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要計算，填寫下表中陰離子的濃度（能計算出的，填寫計算結(jié)果，一定不存在的離子填“0”，不能確定是否存在的離子填“？”）

陰離子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol．L-1

（3）判斷K⁺是否存在，若存在求其最小濃度，若不存在說明理由

 

．

Answer 1

考點：常見離子的檢驗方法

專題：離子反應(yīng)專題

分析：由題意“溶液為澄清溶液”可知：溶液中含有的離子一定能夠大量共存；由實驗Ⅰ可知，該溶液中一定含有CO₃^2-，其濃度為

0.56L 22.4L/mol

0.1L

=0.25mol/L，則一定沒有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；由生成白色沉淀判斷溶液中一定含有SiO₃^2-，發(fā)生反應(yīng)SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，硅酸加熱分解生成二氧化硅，固體質(zhì)量為2.4g為二氧化硅的質(zhì)量，根據(jù)硅原子守恒，SiO₃^2-的濃度為：

2.4g 60g/mol

0.1L

=0.4mol/L；
由實驗Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2-，根據(jù)電荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SiO₃^2-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K⁺，且其濃度至少為0.8mol/L，不能確定NO₃^-是否存在，據(jù)此進行解答．

解答： 解：根據(jù)溶液為澄清溶液可知：溶液中含有的離子一定能夠能大量共存；由實驗Ⅰ可知，該溶液中一定含有CO₃^2-，其濃度為

0.56L 22.4L/mol

0.1L

=0.25mol/L，則一定沒有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；由生成白色沉淀判斷溶液中一定含有SiO₃^2-，發(fā)生反應(yīng)SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，硅酸加熱分解生成二氧化硅，固體質(zhì)量為2.4g為二氧化硅的質(zhì)量，根據(jù)硅原子守恒，SiO₃^2-的濃度為

2.4g 60g/mol

0.1L

=0.4mol/L．由實驗Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2-，根據(jù)電荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SiO₃^2-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K⁺，且其濃度至少為0.8mol/L，不能確定NO₃^-是否存在．
（1）由實驗Ⅰ可知，加入足量稀鹽酸生成白色沉淀并在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出0.56L氣體，則該溶液中一定含有CO₃^2-、SiO₃^2-，則一定沒有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺，故答案為：Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；
（2）根據(jù)以上計算可知，不能確定NO₃^-，c（CO₃^2-）=0.25mol/L，c（SiO₃^2-）=0.4mol/L，一定不存在硫酸根離子，所以c（SO₄^2-）=0，故答案為：

陰離子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol?L-1	？	0.25mol/L	0.4mol/L	0

（3）根據(jù)電荷守恒2c（CO₃^2-+）+2c（SiO₃^2-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K⁺，且其濃度至少為0.8mol/L，
故答案為：存在，其濃度至少為0.8mol/L．

點評：本題考查離子共存、離子檢驗等知識，難度中等，注意掌握離子反應(yīng)反應(yīng)條件及常見離子的檢驗方法，根據(jù)電荷守恒判斷K⁺是否存在，是本題的難點、易錯點．