Question

9．某混合物的水溶液中，只可能含有以下離子中的若干種：K⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-和SO₄^2-．現(xiàn)每次取10.00mL進行實驗：
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生；
②第二份加入足量NaOH后加熱，收集到氣體0.672L（標準狀況下），但整個過程中無沉淀生成．
③第三份加入足量BaCl₂溶液后得干燥沉淀6.63g，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌，干燥后剩余4.66g．
請回答：
（1）c（CO₃^2-）=1mol/L．
（2）K⁺是否存在？存在（填“存在”或“不存在”）；若存在，濃度范圍是c（K⁺）≥3mol/L（若不存在，則不必回答第2問）．
（3）根據(jù)以上實驗，不能判斷哪種離子是否存在？Cl^-，若存在，這種離子如何進行檢驗？取少量溶液于試管中，滴加過量Ba（NO₃）₂溶液后，取上層清夜，再滴加AgNO₃溶液，若有白色沉淀，則證明有Cl^-．

Answer 1

分析 （1）先判斷③中酸洗滌前后質量減少的量的成分，再根據(jù)減少的沉淀的量計算碳酸根離子的濃度；
（2）先確定實驗③中酸洗后沉淀的成分，計算硫酸根離子的物質的量，根據(jù)氨氣的體積計算銨根離子的物質的量，再根據(jù)溶液中陰陽離子所帶電荷相等，判斷鉀離子是否存在；若存在，根據(jù)陰陽離子的電荷相等，求出鉀離子的物質的量，溶液中可能含有氯離子，再根據(jù)物質的量濃度公式計算鉀離子的物質的量濃度范圍；
（3）根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷；根據(jù)氯離子的檢驗方法檢驗，但先判斷硫酸根離子的干擾．

解答 解：根據(jù)實驗①現(xiàn)象判斷：該溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
根據(jù)實驗②現(xiàn)象判斷，該溶液中不含Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺三種離子，含有NH₄⁺；
根據(jù)實驗③現(xiàn)象判斷，該溶液中含有CO₃^2-和SO₄^2-離子，
（1）根據(jù)實驗③現(xiàn)象，酸洗滌沉淀前后，質量減少，減少的質量為碳酸鋇的質量，
     Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓
         1mol   197g
      n（CO₃^2-） （6.63-4.66）g=1.97g，
則n（CO₃^2-）=$\frac{1.97g×1mol}{197g}$=0.01mol
碳酸根的物質的量濃度為：c（CO₃^2-）=$\frac{0.01mol}{0.01L}$=1mol/L             
故答案為：1；
（2）根據(jù)實驗③現(xiàn)象，酸洗滌沉淀后沉淀的質量為硫酸鋇的質量，
Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓
   1mol    233g 
 0.02mol   4.66g
  銨根離子的物質的量為
   NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O
   1mol        22.4L
   0.03m0l     0.672L 
根據(jù)溶液中陰陽離子所帶電荷相等得，鉀離子存在；一個硫酸根離子、一個碳酸根離子都各帶兩個單位的負電荷，一個銨根離子、一個鉀離子各帶一個單位的正電荷，
設其物質的量為xmol，根據(jù)溶液中陰陽離子所帶電荷相等列方程式：0.01mol×2+0.02mol×2=0.03m0l×1+xmol×1，
解得：x=0.03，
由于溶液中可能存在氯離子，則鉀離子的濃度滿足：c（K⁺）≥$\frac{0.03mol}{0.01L}$=3mol/L，
故答案為：存在；c（K⁺）≥3mol/L；
（3）根據(jù)實驗①現(xiàn)象判斷，不能判斷氯離子是否存在；氯離子和銀離子反應生成白色沉淀，且該沉淀不溶于水和硝酸，所以可用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗，但先判斷硫酸根離子的干擾，
故答案為：Cl^-；取少量溶液于試管中，滴加過量Ba（NO₃）₂溶液后，取上層清夜，再滴加AgNO₃溶液，若有白色沉淀，則證明有Cl^-．

點評 本題考查了離子的檢驗方法和離子共存，題目難度中等，利用陰陽離子所帶電荷相等判斷鉀離子的存在情況為解答關鍵，注意熟練掌握常見離子的性質及檢驗方法．