Question

某混合物的水溶液，可能含有以下離子中的若干種：K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，現(xiàn)分別取100mL的兩等份溶液進行如下實驗：
①第一份加過量NaOH溶液后加熱，收集到0.02mol氣體，無沉淀生成，同時得到溶液甲．
②向甲溶液中通入過量CO₂生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥、灼燒后，得到1.02g固體．
③第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，得到11.65g固體．
依據(jù)實驗回答下列問題：
（1）綜合以上實驗，該混合物的水溶液中一定不存在的離子是

 

（填離子符號）．
（2）寫出②中產(chǎn)生沉淀的離子方程式

 

．
（3）某同學通過分析認為該溶液中K⁺一定

 

（填“存在”或“不存在”），他的理由是

 

．

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：第一份加過量NaOH溶液后加熱，只收集到氣體0.02mol，無沉淀生成，同時得到溶液甲，依據(jù)離子性質(zhì)分析推斷，與氫氧化鈉生成氣體的一定是NH₄⁺離子，生成氣體NH₃物質(zhì)的量為0.02mol，無沉淀生成證明溶液中一定不含F(xiàn)e³⁺、Mg²⁺；向甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體．能與二氧化碳反應得到沉淀的離子有Ba²⁺，鋁離子溶于過量氫氧化鈉生成的偏鋁酸鈉溶于反應生成氫氧化鋁沉淀；第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，得到11.65g固體．說明沉淀不溶于酸，證明是硫酸鋇沉淀，原溶液中含有SO₄^2-，判斷溶液中一定不含有Ba²⁺，向甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀只能是氫氧化鋁沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體為氧化鋁，原溶液中 含有Al³⁺，結(jié)合離子共存判斷溶液中一定不含有CO₃^2-；結(jié)合溶液電荷守恒判斷溶液中的鉀離子存在．

解答： 解：第一份加過量NaOH溶液后加熱，只收集到氣體0.02mol，無沉淀生成，同時得到溶液甲，依據(jù)離子性質(zhì)分析推斷，與氫氧化鈉生成氣體的一定是NH₄⁺離子，生成氣體NH₃物質(zhì)的量為0.02mol，無沉淀生成證明溶液中一定不含F(xiàn)e³⁺、Mg²⁺；向甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體．能與二氧化碳反應得到沉淀的離子有Ba²⁺，鋁離子溶于過量氫氧化鈉生成的偏鋁酸鈉溶于反應生成氫氧化鋁沉淀；第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，得到11.65g固體．說明沉淀不溶于酸，證明是硫酸鋇沉淀，原溶液中含有SO₄^2-，判斷溶液中一定不含有Ba²⁺，向甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀只能是氫氧化鋁沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體為氧化鋁，原溶液中 含有Al³⁺，結(jié)合離子共存判斷溶液中一定不含有CO₃^2-；
（1）由上述分析可知，一定不存在的離子為Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-，故答案為：Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-；
（2）由②可知存在離子為Al³⁺，先與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉與二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀，此反應的離子反應方程式為AlO₂^-+CO₂（過）+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃ ^-，故答案為：AlO₂^-+CO₂（過）+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃ ^-；
（3）依據(jù)溶液中電荷守恒，陽離子正電荷總量小于陰離子負電荷總量，陽離子電荷數(shù)為0.8mol，陰離子若只有硫酸根離子時電荷數(shù)為1mol，所以一定有K⁺存在，
故答案為：存在；依據(jù)電荷守恒，陽離子正電荷總量小于陰離子負電荷總量，所以一定有K⁺存在．

點評：本題考查了常見離子的檢驗方法，離子性質(zhì)的應用，反應現(xiàn)象的判斷，離子共存的分析應用，明確鋁離子、硫酸根離子、銨根離子的分析判斷和計算是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．