Question

4．在Na⁺濃度為0.5mol•L^-1的某澄清溶液中，還可能含有K⁺、Ag⁺、Al³⁺、Ba²⁺、NO₃^-、CO₃^2-、SO₃^2-、SiO₃^2-、SO₄^2-等離子，取該溶液100mL進(jìn)行如圖連續(xù)實(shí)驗(yàn)（所加試劑均過量，氣體全部逸出）．下列說法不正確的是
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• A． 原溶液中一定不存在Ag⁺、Al³⁺、Ba²⁺、SO₄^2-
• B． 實(shí)驗(yàn)中生成沉淀的離子方程式是SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓
• C． 原溶液一定存在K⁺、CO₃^2-，可能存在NO₃^-
• D． 原溶液不存在NO₃^-時，c（K⁺）=0.8mol•L^-1

Answer 1

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；加鹽酸有氣體生成，則該溶液中含有CO₃^2-、SO₃^2-中1種或2種，其濃度之和為$\frac{\frac{0.56L}{22.4L/mol}}{0.1L}$=0.25mol/L，則一定沒有Ag⁺、Al³⁺、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：$\frac{\frac{2.4g}{60g/mol}}{0.1L}$=0.4mol/L；由流程Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2-，根據(jù)電荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SO₃^2-）+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(jìn)行解答．

解答 解：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；加鹽酸有氣體生成，則溶液中含有CO₃^2-、SO₃^2-中1種或2種，其濃度之和為$\frac{\frac{0.56L}{22.4L/mol}}{0.1L}$=0.25mol/L，則一定沒有Ag⁺、Al³⁺、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：$\frac{\frac{2.4g}{60g/mol}}{0.1L}$=0.4mol/L；由流程Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2-，根據(jù)電荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SO₃^2-）+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，
A．由以上分析得，原溶液中一定不存在Ag⁺、Al³⁺、Ba²⁺、SO₄^2-，故A正確；
B．由以上分析得，實(shí)驗(yàn)中生成沉淀的離子方程式是SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，故B正確；
C．加鹽酸有氣體生成，則該溶液中含有CO₃^2-、SO₃^2-中1種或2種，其濃度之和為$\frac{\frac{0.56L}{22.4L/mol}}{0.1L}$=0.25mol/L，則不能說明一定含CO₃^2-，故C錯誤；
D．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，若原溶液不存在NO₃^-時，故c（K⁺）=0.8mol•L^-1，故D正確，
故選C．

點(diǎn)評 本題考查離子共存、離子檢驗(yàn)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(yàn)方法，根據(jù)電荷守恒判斷K⁺是否存在，是本題的難點(diǎn)、易錯點(diǎn)．