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【题目】由几种离子化合物组成的混合物中含有以下离子中的若干种:K、Cl、NH、Mg2、Ba2、CO、SO。将该混合物溶于水后得澄清溶液,现取三份100 mL该溶液分别进行如下实验。

实验序号

实验内容

实验结果

1

加入AgNO3溶液

有白色沉淀生成

2

加入足量NaOH溶液并加热

收集到气体1.12 L(标准状况下)

3

加入足量BaCl2溶液,对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量;再向沉淀中加入足量稀盐酸,然后过滤、洗涤、干燥、称量

第一次称量读数为6.27 g,第二次称量读数为2.33 g

请回答下列问题:

(1)根据实验1Cl是否存在的判断是________(填“一定存在”“一定不存在”或“不能确定”);根据实验1~3判断原混合物中一定不存在的离子是________

(2)试确定100 mL溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度(可不填满)。

阴离子符号

物质的量浓度(mol·L1)

_______

___________

______

_______________

(3)K是否存在?________(填“存在”或“不存在”),判断的理由是____________________

【答案】 不能确定 Ba2、Mg2 SO 0.1 CO 0.2 存在 溶液中肯定存在的离子是NH、COSO。经计算,100 mL溶液中NH的物质的量为0.05 mol,CO、SO的物质的量分别为0.02 mol、0.01 mol,根据电荷守恒可判断K一定存在

【解析】试题分析:根据题意,Ba2+SO42-,可发生离子反应生成BaSO4,因此两者不能共存.Ba2+CO32-可发生离子反应生成BaCO3,因此两者也不能共存,第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生,可能发生Cl-+Ag+═AgCl↓CO32-+2Ag+═Ag2CO3SO42-+2Ag+═Ag2SO4,所以可能含有Cl-CO32-SO42-

第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.05mol,和NaOH溶液加热产生气体的只能是NH4+,而没有沉淀产生说明一定不存在Mg2+.故可确定一定含有NH4+,一定不存在Mg2+.根据反应NH4++OH-═NH3↑+H2O,产生NH30.05mol,可得NH4+也为0.05mol;第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤.干燥后,沉淀质量为2.33g.部分沉淀溶于盐酸为BaCO3,部分沉淀不溶于盐酸为BaSO4,发生反应CO32-+Ba2+═BaCO3SO42-+Ba2+═BaSO4,因为BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O而使BaCO3溶解.因此溶液中一定存在CO32-SO42-,一定不存在Ba2+.由条件可知BaSO42.33g,物质的量为=0.01molBaCO36.27g-2.33g═3.94g,物质的量为=0.02mol.由上述分析可得,溶液中一定存在CO32-SO42-NH4+,而CO32-SO42-NH4+物质的量分别为0.02mol0.01mol0.04mol;一定不存在Mg2+Ba2+CO32-SO42-所带负电荷为0.02mol×2+0.01mol×2=0.06molNH4+所带正电荷为0.05 mol,根据溶液中电荷守恒,可知K+一定存在,K+物质的量≥0.01 mol,当K+物质的量>0.01 mol时,溶液中还必须含有Cl-;当K+物质的量="0.01" mol时,溶液中不含有Cl-

1)实验1加入AgNO3溶液有沉淀产生,可能发生Cl-+Ag+═AgCl↓CO32-+2Ag+═Ag2CO3SO42-+2Ag+═Ag2SO4,所以可能含有Cl-CO32-SO42-,实验1不能确定含有Cl-,依据上述分析可知Cl-可能含有;

由上述分析可知,溶液中一定不含有Mg2+Ba2+;答案为:不能确定;Mg2+Ba2+

2)依据上述分析可知,溶液中一定存在的阴离子为CO32-SO42-

SO42-物质的量为0.01molSO42-物质的量浓度==0.1mol/L

CO32-物质的量为0.02molCO32-物质的量浓度为=0.2mol/L,答案为:

阴离子符号

物质的量浓度(mol·L1)

SO42-1分)

0.12分)

CO32-1分)

0.22分)

3)溶液中一定存在CO32-SO42-NH4+,一定不存在Mg2+Ba2+.而CO32-SO42-NH4+物质的量分别为0.02mol0.01mol0.04molCO32-SO42-所带负电荷分别为0.02mol×2+0.01mol×2=0.06molNH4+所带正电荷为0.05 mol,根据溶液中电荷守恒,可知K+一定存在,答案为:存在;溶液中一定存在CO32-SO42-NH4+,一定不存在Mg2+Ba2+.而CO32-SO42-NH4+物质的量分别为0.02mol0.01mol0.04molCO32-SO42-所带负电荷为0.02mol×2+0.01mol×2=0.06molNH4+所带正电荷为0.05 mol,根据溶液中电荷守恒,可知K+一定存在。

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阳离子

K Ag Mg2 Cu2 Al3 NH4+

阴离子

Cl CO32 NO3 SO42 SiO32 I

甲同学欲探究废水的组成,进行了如下实验:

Ⅰ.取该无色溶液5 mL,滴加一滴氨水有沉淀生成,且离子种类增加。

Ⅱ.用铂丝蘸取溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,无紫色火焰。

Ⅲ.另取溶液加入过量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色。

Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。

请推断:

(1)由Ⅰ、Ⅱ判断,溶液中一定不含有的阳离子是____________

(2)Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是_____________________________

(3)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有________,阴离子有________;并据此推测原溶液应该呈_______________________________________________性,原因是_________________________________(请用离子方程式说明)。

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