Question

在Na⁺浓度为0.5mol•L^﹣1的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子．

阳离子    K⁺Ag⁺Mg²⁺Ba²⁺

阴离子    NO₃^﹣、CO₃^2﹣、SiO₃^2﹣、SO₄^2﹣

现取该溶液100mL进行如下实验（气体体积均在标准状况下测定）．

序号  实验内容                                     实验结果

Ⅰ    向该溶液中加入足量稀盐酸                     产生白色沉淀并放出标准状况下0.56L气体

Ⅱ    将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量    固体质量为2.4g

Ⅲ    向Ⅱ的滤液中滴加BaCl₂溶液                    无明显现象

请回答下列问题．

（1）实验Ⅱ，混合液过滤后如何洗涤沉淀？         ．

（2）澄清溶液中一定不存在的离子是      ．

（3）通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写表中阴离子的物质的量浓度（能计算出结果的填写计算结果，一定不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”）

阴离子          NO₃^﹣      CO₃^2﹣     SiO₃^2﹣      SO₄^2﹣

c/mol•L^﹣1        ？                              

（4）判断K⁺是否存在，若存在，求其最小浓度，若不存在，请说明理由：    ．

Answer 1

考点：  常见离子的检验方法．

分析：  由题意“溶液为澄清溶液”可知：溶液中含有的离子一定能够大量共存；由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO₃^2﹣，其浓度为=0.25mol/L，则一定没有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO₃^2﹣，发生反应SiO₃^2﹣+2H⁺=H₂SiO₃↓，硅酸加热分解生成二氧化硅，固体质量为2.4g为二氧化硅的质量，根据硅原子守恒，SiO₃^2﹣的浓度为：=0.4mol/L；由实验Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2﹣，根据电荷守恒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⁺，且其浓度至少为0.8mol/L，不能确定NO₃^﹣是否存在，据此进行解答．

解答：  解：根据溶液为澄清溶液可知：溶液中含有的离子一定能够大量共存；由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO₃^2﹣，其浓度为=0.25mol/L，则一定没有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO₃^2﹣，发生反应SiO₃^2﹣+2H⁺=H₂SiO₃↓，硅酸加热分解生成二氧化硅，固体质量为2.4g为二氧化硅的质量，根据硅原子守恒，SiO₃^2﹣的浓度为：=0.4mol/L；由实验Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2﹣，根据电荷守恒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⁺，且其浓度至少为0.8mol/L，不能确定NO₃^﹣是否存在．

（1）混合液过滤后，沉淀的洗涤方法：过滤完毕后，沿玻璃棒向漏斗里注入少量的水浸没沉淀物，静置，使水滤出，重复操作两次，故答案为：混合液过滤后如何洗涤沉淀；

（2）由实验Ⅰ可知，加入足量稀盐酸生成白色沉淀并在标准状况下放出0.56L气体，则该溶液中一定含有CO₃^2﹣、SiO₃^2﹣，则一定没有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺，故答案为：Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；

（2）加入盐酸，由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO₃^2﹣，发生反应SiO₃^2﹣+2H⁺=H₂SiO₃↓，故答案为：SiO₃^2﹣+2H⁺=H₂SiO₃↓；

（3）根据上述分析过程，得到：

阴离子      NO₃^﹣     CO₃^2﹣     SiO₃^2﹣    SO₄^2﹣

c/mol•L^﹣1    ？       0.25     0.4       0

，故答案为：？；0.25；0.4；0；

（4）根据以上计算可知，不能确定NO₃^﹣，c（CO₃^2﹣）=0.25mol/L，c（SiO₃^2﹣）=0.4mol/L，一定不存在硫酸根离子，所以c（SO₄^2﹣）=0，根据电荷守恒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⁺，且其浓度至少为0.8mol/L，

故答案为：存在，其浓度至少为0.8mol/L．

点评：  本题考查离子共存、离子检验等知识，难度中等，注意掌握离子反应反应条件及常见离子的检验方法，根据电荷守恒判断K⁺是否存在，是本题的难点、易错点．