Question

8．在Na⁺浓度为0.3mol•L^-1的某无色澄清溶液中，还可能含有若干种离子：阳离子K⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Cu²⁺； 阴离子CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-
现取该溶液100mL，先加入足量稀硝酸，放出标准状况下0.224L气体；再加入足量稀Ba （NO₃）₂溶液，有白色沉淀产生，将混合液过滤洗涤干燥得固体2.33g，滤液中滴加硝酸银溶液无明显现象．
请回答下列问题．
（1）不能确定是否存在的阴离子是NO₃^-．
（2）判断K⁺是否存在的根据根据电荷守恒：2n（CO₃^2-+）+2n（SO₄^2-）=2×0.01mol+2×0.01mol=0.04mol＞n（Na⁺），因此溶液中一定含有K⁺；若存在，求其最小浓度为0.1mol/L．
（3）混合液过滤后洗涤沉淀，检验是否洗净的方法是：取最后一次洗涤滤液少许于试管，滴加Na₂CO₃溶液，没有气体，也没有白色沉淀产生，说明已洗净．

Answer 1

分析 在Na⁺浓度为0.3mol•L^-1的某无色澄清溶液中，一定不含Cu²⁺； 取该溶液100mL，先加入足量稀硝酸，放出标准状况下0.224L气体，一定存在碳酸根离子，根据碳元素守恒，物质的量是$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，一定不含Ag⁺、Ca²⁺，再加入足量稀Ba （NO₃）₂溶液，有白色沉淀产生，将混合液过滤洗涤干燥得固体2.33g，所以一定还含有硫酸根离子，根据硫酸根守恒，硫酸根离子的物质的量是$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，滤液中滴加硝酸银溶液无明显现象，所以一定不含Cl^-，根据电荷守恒确定钠离子是否存在即可，硝酸根离子不能确定．

解答 解：在Na⁺浓度为0.3mol•L^-1的某无色澄清溶液中，一定不含Cu²⁺； 取该溶液100mL，先加入足量稀硝酸，放出标准状况下0.224L气体，一定存在碳酸根离子，根据碳元素守恒，物质的量是$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，一定不含Ag⁺、Ca²⁺，再加入足量稀Ba （NO₃）₂溶液，有白色沉淀产生，将混合液过滤洗涤干燥得固体2.33g，所以一定还含有硫酸根离子，根据硫酸根守恒，硫酸根离子的物质的量是$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，滤液中滴加硝酸银溶液无明显现象，所以一定不含Cl^-，根据电荷守恒：2n（CO₃^2-+）+2n（SO₄^2-）=2×0.01mol+2×0.01mol=0.04mol＞n（Na⁺）=0.03mol，确定钠离子一定存在，硝酸根离子不能确定．
（1）不能确定是否存在的阴离子是NO₃^-，
故答案为：NO₃^-；
（2）根据电荷守恒：2n（CO₃^2-+）+2n（SO₄^2-）=2×0.01mol+2×0.01mol=0.04mol＞n（Na⁺）=0.1×0.3mol，因此溶液中一定含有Na⁺；其浓度至少为0.1mol/L．
故答案为：根据电荷守恒：2n（CO₃^2-+）+2n（SO₄^2-）=2×0.01mol+2×0.01mol=0.04mol＞n（Na⁺）=0.1×0.3mol，因此溶液中一定含有Na⁺；0.1mol/L．
（3）混合液过滤后洗涤沉淀，检验是否洗净的方法是检验洗涤液中是否含有钡离子即可，即取最后一次洗涤滤液少许于试管，滴加Na₂CO₃溶液，没有气体，也没有白色沉淀产生，说明已洗净，故答案为：取最后一次洗涤滤液少许于试管，滴加Na₂CO₃溶液，没有气体，也没有白色沉淀产生，说明已洗净．

点评 本题考查了常见离子的检验方法，题目难度中等，明确常见离子的性质为解答关键，注意掌握常见离子的检验方法，试题侧重考查学生的分析能力及逻辑推理能力，根据溶液电中性判断钾离子的存在情况为易错点．