Question

某混合物的水溶液中，只可能含有以下离子中的若干种：K⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-和SO₄^2-．现每次取100.00mL进行实验：（已知NH₄⁺+OH^-?NH₃↑+H₂O）
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生；
②第二份加入足量NaOH后，整个过程没有沉淀产生，加热，收集到气体0.896L（标准状况下）
②第三份加入足量BaCl₂溶液后得干燥沉淀6.27g，沉淀经足量盐酸洗涤，干燥后剩余2.33g．
请回答：
（1）c（CO₃^2-）=

0.2mol/L

；
（2）K⁺是否存在？

存在、

；若存在，浓度至少是

0.2mol/L

（若不存在，则不必回答第（2）问）；
（3）根据以上实验，不能判断哪种离子是否存在？

不能判断氯离子是否存在；

若存在，这种离子如何进行检验？

取少量原试液，加足量硝酸钡溶液过滤，取滤液加足量稀硝酸和硝酸银溶液，若有沉淀证明存在氯离子，否则无氯离子

．

Answer 1

分析：先根据实验现象判断溶液中存在的离子，不存在的离子，可能存在的离子．
（1）先判断③中酸洗涤前后质量减少的量的成分，再根据减少的沉淀的量计算碳酸根离子的浓度．
（2）先确定实验③中酸洗后沉淀的成分，计算硫酸根离子的物质的量，根据氨气的体积计算铵根离子的物质的量，再根据溶液中阴阳离子所带电荷相等，判断钾离子是否存在；若存在，根据阴阳离子的电荷相等，求出钾离子的物质的量，再根据物质的量浓度公式计算钾离子的物质的量浓度．
（3）根据实验现象判断；根据氯离子的检验方法检验，但先判断硫酸根离子的干扰；

解答：解：根据实验①现象判断：该溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-．
根据实验②现象判断，该溶液中不含Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺三种离子，含有NH₄⁺．
根据实验③现象判断，该溶液中含有CO₃^2-和SO₄^2-离子．
（1）根据实验③现象，酸洗涤沉淀前后，质量减少，减少的质量为碳酸钡的质量，
     Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓
    1mol    197g
  0.02mol   （6.27-2.33）g，
碳酸根的物质的量浓度=

n

V

=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L             
故答案为：0.2mol/L；
（2）根据实验③现象，酸洗涤沉淀后沉淀的质量为硫酸钡的质量．
Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓
1mol       233g 
 0.01mol    2.33g
  铵根离子的物质的量为
   NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O
   1mol        22.4L
   0.04m0l     0.896L 
根据溶液中阴阳离子所带电荷相等得，钾离子存在；一个硫酸根离子、一个碳酸根离子都各带两个单位的负电荷，一个铵根离子、一个钾离子各带一个单位的正电荷，
设其物质的量为xmol，根据溶液中阴阳离子所带电荷相等列方程式，
 0.02mol×2+0.01mol×2=0.04m0l×1+xmol×1
   x=0.02
钾离子的物质的量浓度=

n

V

=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L
故答案为：存在；0.2mol/L
（3）根据实验①现象判断，不能判断氯离子是否存在；氯离子和银离子反应生成白色沉淀，且该沉淀不溶于水和硝酸，所以可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验，但先判断硫酸根离子的干扰．
故答案为：不能判断氯离子是否存在；取少量原试液，加足量硝酸钡溶液过滤，取滤液加足量稀硝酸和硝酸银溶液，若有沉淀证明存在氯离子，否则无氯离子．

点评：本题考查了离子的检验方法和离子共存知识，利用阴阳离子所带电荷相等是解（2）的关键．