Question

某混合物的水溶液中，可能含有以下离子中的若干种：K⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cl^-、CO₃^2-和SO₄^2-．现每次取100.00mL进行实验：
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生；
②第二份加入足量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-）=

 

．
（2）用离子方程式表示该溶液呈碱性的原因：

 

．
（3）K⁺是否存在？

 

，（填“是”或“否”）若存在，浓度范围是

 

 （若不存在，则不必回答第（2）问）．
（4）根据以上实验，不能判断哪种离子是否存在？若存在，这种离子如何进行检验？

 

．

Answer 1

考点：常见阳离子的检验,离子共存问题,常见阴离子的检验

专题：离子反应专题

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②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）弱酸根离子水解显碱性；
（3）先确定实验②中酸洗后沉淀的成分，计算硫酸根离子的物质的量，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的范围，再根据物质的量浓度公式计算钾离子的物质的量浓度范围；
（4）根据实验现象判断；根据氯离子的检验方法检验，但先排除硫酸根离子的干扰．

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，该溶液中含有CO₃^2-和SO₄^2-离子，根据离子共存判断无Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺．
（1）根据实验②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）碳酸根离子水解显碱性，离子方程式为：CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+OH^-，鼓答案为：CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+OH^-；
（3）根据实验②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
根据溶液中阴阳离子所带电荷相等得，钾离子存在，氯离子不能确定是否存在；
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，一个氯离子带一个单位的负电荷，一个钾离子带一个单位的正电荷，
设其物质的量为x，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+n（Cl^-）×1=xmol×1
x=0.06mol+n（Cl^-），
若存在氯离子，则c（K⁺）＞0.6mol?L^-1，若无氯离子，则c（K⁺）=0.6mol?L^-1，所以c（K⁺）≥0.6mol?L^-1．
故答案为：是；c（K⁺）≥0.6mol?L^-1
（4）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，但先排除硫酸根离子的干扰．
故答案为：Cl^-；取原溶液少许，加入足量Ba（NO₃）₂溶液后过滤，向滤液中加入AgNO₃溶液，若有沉淀产生，则原溶液中有Cl^-，反之无Cl^-．

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（3）的关键．