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    4．下列是某化学研究性学习小组对某无色水样成分的检验过程，已知该水样中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Ca2+、CO${\;}_{3}^{2-}$、SO${\;}_{4}^{2-}$、Cl-中的若干种离子，该小组同学取100mL水样进行实验：向样品中先滴加硝酸钡溶液，再滴加1mol•L-1硝酸，实验过程中沉淀质量的变化如图所示：
    ①水样中一定含有的阴离子是SO42-、CO32-．
    ②试根据实验结果推测K+是否存在？是（填“是”或“否”）；
    ③设计简单实验验证原水样中可能存在的离子（写出实验步骤、现象和结论）：取少量水样与试管中，向试管中加入过量升温硝酸钡溶液和稀硝酸，待沉淀完全和无气体生成后，向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液，若生成白色沉淀，则原水样中 含有Cl-，若无白色沉淀生成，证明无Cl-存在．

    分析 该水样为无色溶液，水样Fe3+、Cu2+不存在，依据图象分析加入硝酸钡溶液生成沉淀，加入稀硝酸，沉淀部分溶解证明水样中一定含有SO42-、CO32-，又因为CO32-与Ag+、Ca2+、Mg2+发生反应生成沉淀不能大量存在，所以Ag+、Ca2+、Mg2+不存在；依据电解质溶液中电荷守恒分析判断阳离子的存在，原溶液中可能含有Cl-，依据电解质溶液中电荷守恒，阳离子K+一定存在，据此进行解答．

    解答 解：该水样为无色溶液，水样中一定不存在Fe3+、Cu2+；依据图象分析加入硝酸钡溶液生成沉淀，加入稀硝酸，沉淀部分溶解证明水样中一定含有SO42-、CO32-，又因为CO32-与Ag+、Ca2+、Mg2+发生反应生成沉淀不能大量存在，所以Ag+、Ca2+、Mg2+不存在；
    n（SO42-）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，n（CO32-）=n（BaCO3）=$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol；
    原溶液中可能含有Cl-，依据电解质溶液中电荷守恒，阳离子K+一定存在；根据电荷守恒得到：0.01mol×2+0.02mol×2+n（Cl-）=n（K+）推知n（K+）≥0.06mol，
    （1）根据分析可知，水样中一定含有的阴离子是SO42-、CO32-，
    故答案为：SO42-、CO32-；
    （2）依据电解质溶液中电荷守恒，阳离子K+一定存在，
    故答案为：是；
    （3）可能存在的离子是Cl-，验验证原水样中可能存在的离子的实验设计为：取少量水样与试管中，向试管中加入过量的硝酸钡溶液和稀硝酸，待沉淀完全和无气体生成后，向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液，若生成白色沉淀，则原水样中 含有Cl-，若无白色沉淀生成，证明无Cl-存在，
    故答案为：取少量水样与试管中，向试管中加入过量升温硝酸钡溶液和稀硝酸，待沉淀完全和无气体生成后，向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液，若生成白色沉淀，则原水样中 含有Cl-，若无白色沉淀生成，证明无Cl-存在．

    点评 本题考查了常见离子的检验方法，题目难度中等，根据图象曲线变化及离子的性质正确推断各离子的存在情况为解答关键，注意熟练掌握常见离子的性质及检验方法，结合电荷守恒判断钾离子的存在为易错点．

    练习册系列答案
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    查阅资料：
    Ⅰ．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式，Sn2+易被氧化．
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    III．Sn（OH）2的性质与Al（OH）3性质相似．请回答下列问题：
    （1）SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解，这样操作的原因是加入盐酸，使水解平衡向左移动，抑制Sn2+水解．
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    （3）将反应I滤液中的溶质提取出来的操作是蒸发结晶，滤液I溶质的成分是NaCl、Na2CO3．
    （4）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是Sn2++H2O2+2H+=Sn4++2H2O．
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    研究小组做该实验时环境温度低于（填“高于”、“低于”或“等于”）22℃，此反应所用NaOH溶液的浓度为1.50mol/L．

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