Question

今有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-，現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①第一份溶液加入硝酸銀溶液有沉淀生成
②第二份加入過量NaOH溶液加熱后，只收集到氣體0.02mol，無沉淀生成，同時(shí)得到溶液甲．
③在第二份所得的甲溶液中通入過量的CO₂，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒，質(zhì)量為1.02g．
④第三份溶液加入足量BaCl₂溶液后，得到白色沉淀，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，質(zhì)量為11.65g．
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答：
（1）一定不存在的離子是

 

．
（2）試確定一定存在的陰離子及其濃度（可不填滿）
離子符號(hào)

 

，濃度

 

．離子符號(hào)

 

，濃度

 

．
（3）試確定K⁺是否存在

 

（填“是”或“否”）理由是：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：常見陽(yáng)離子的檢驗(yàn),常見陰離子的檢驗(yàn)

專題：物質(zhì)檢驗(yàn)鑒別題

分析：①加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，說明溶液中可能存在Cl^-、SO₄^2-；
②第二份加入過量NaOH溶液加熱后，只收集到氣體0.02mol，無沉淀生成，0.02mol氣體為氨氣，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質(zhì)的量為0.02mol，無沉淀，說明原溶液中無Fe³⁺、Mg²⁺；
③在第二份所得的甲溶液中通入過量的CO₂，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒，質(zhì)量為1.02g，說明存在Al³⁺，1.02g為氧化鋁；
④第三份溶液加入足量BaCl₂溶液后，得到白色沉淀，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，質(zhì)量為11.65g，沉淀為硫酸鋇，說明原溶液存在SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺，再根據(jù)電荷守恒，得出一定存在鉀離子，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答： 解：①加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，說明溶液中可能存在Cl^-、SO₄^2-；
②第二份加入過量NaOH溶液加熱后，只收集到氣體0.02mol，無沉淀生成，0.02mol氣體為氨氣，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質(zhì)的量為0.02mol，無沉淀，說明原溶液中無Fe³⁺、Mg²⁺；
③在第二份所得的甲溶液中通入過量的CO₂，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒，質(zhì)量為1.02g，說明存在Al³⁺，1.02g為氧化鋁，鋁離子物質(zhì)的量為：

1.02g

102g/mol

×2=0.02mol；
④第三份溶液加入足量BaCl₂溶液后，得到白色沉淀，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，質(zhì)量為11.65g，沉淀為硫酸鋇，說明原溶液存在SO₄^2-，物質(zhì)的量為：

11.65g

233g/mol

=0.05mol，故原溶液中一定存在SO₄^2-，則一定沒有Ba²⁺，
再根據(jù)電荷守恒，正電荷為：n（+）=n（NH₄⁺）+3n（Al³⁺）=0.02mol+3×0.02mol=0.08mol；n（-）=2n（SO₄^2-）=0.10mol，正電荷總物質(zhì)的量小于于負(fù)電荷，故原溶液中一定有K⁺，至少為0.02mol；不能確定是否存在Cl^-，
依據(jù)以上分析得出：
（1）一定不存在的離子是Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺，不能確定是否存在的離子是Cl^-，故答案為：Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；
（2）依據(jù)c=

n

V

計(jì)算得出c（SO₄^2-）=

0.05mol

0.1L

=0.5mol/L，故答案為：c（SO₄^2-），0.5mol/L；
（3）依據(jù)電荷守恒得出一定存在鉀，故答案為：是；依據(jù)電荷守恒，K⁺一定存在．

點(diǎn)評(píng)：本題考查常見陰、陽(yáng)離子的檢驗(yàn)方法，題目難度中等，注意掌握常見離子的化學(xué)性質(zhì)及檢驗(yàn)方法，本題中根據(jù)電荷守恒判斷鉀離子的存在為易錯(cuò)點(diǎn)，做題時(shí)需要細(xì)致分析．