Question

某混合物的水溶液，可能含有以下離子中的若干種K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、Br^-．現(xiàn)分別取100mL的三等份溶液進行如下實驗
①第一份加過量濃NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.02mol，無沉淀生成，同時得到溶液甲．再向甲溶液中通人過量的CO₂，生成白色沉淀，沉淀經過濾、洗滌、干燥、灼燒后，得到1.02g固體．
②第二份加足量鹽酸酸化的BaC1₂溶液，經過濾、洗滌、干燥后，得到沉淀的質量為11.65g，
③第三份加CCl₄，滴加少量氯水，振蕩后靜置，CCl₄層未變紅色；
依據(jù)實驗回答下列問題
（1）分析上述實驗，寫出每一實驗可以確定離子一定存在或不存在的種類．
實驗①可以確定一定存在的離子有

 

，一定不存在的離子有

 

；
實驗②可以確定一定存在的離子有

 

，一定不存在的離子有

 

；
實驗③可以確定一定不存在的離子有

 

．
（2）試通過分析與計算，原溶液中K⁺的物質的量濃度為

 

mol?L^-1．

Answer 1

考點：常見陰離子的檢驗,常見陽離子的檢驗

專題：

分析：第一份加過量NaOH溶液后加熱，只收集到氣體0.02mol，無沉淀生成，同時得到溶液甲，依據(jù)離子性質分析推斷，與氫氧化鈉生成氣體的一定是NH₄⁺離子，生成氣體NH₃物質的量為0.02mol，無沉淀生成證明溶液中一定不含F(xiàn)e³⁺、Mg²⁺；向甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀，沉淀經過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體．能與二氧化碳反應得到沉淀的離子有Ba²⁺，鋁離子溶于過量氫氧化鈉生成的偏鋁酸鈉溶于反應生成氫氧化鋁沉淀；
第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，沉淀經足量鹽酸洗滌、干燥后，得到11.65g固體．說明沉淀不溶于酸，證明是硫酸鋇沉淀，原溶液中含有SO₄^2-，判斷溶液中一定不含有Ba²⁺，向甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀只能是氫氧化鋁沉淀，沉淀經過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體為氧化鋁，原溶液中含有Al³⁺；
第三份加CCl₄，滴加少量氯水，振蕩后靜置，CCl₄層未變紅色，說明不存在：Br^-；
結合離子共存判斷溶液中一定不含有CO₃^2-；結合溶液電荷守恒判斷溶液中的鉀離子存在．

解答： 解：第一份加過量NaOH溶液后加熱，只收集到氣體0.02mol，無沉淀生成，同時得到溶液甲，依據(jù)離子性質分析推斷，與氫氧化鈉生成氣體的一定是NH₄⁺離子，生成氣體NH₃物質的量為0.02mol，無沉淀生成證明溶液中一定不含F(xiàn)e³⁺、Mg²⁺；向甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀，沉淀經過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體．能與二氧化碳反應得到沉淀的離子有Ba²⁺，鋁離子溶于過量氫氧化鈉生成的偏鋁酸鈉溶于反應生成氫氧化鋁沉淀；第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，沉淀經足量鹽酸洗滌、干燥后，得到11.65g固體．說明沉淀不溶于酸，證明是硫酸鋇沉淀，原溶液中含有SO₄^2-，判斷溶液中一定不含有Ba²⁺，向甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀只能是氫氧化鋁沉淀，沉淀經過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體為氧化鋁，原溶液中 含有Al³⁺，第三份加CCl₄，滴加少量氯水，振蕩后靜置，CCl₄層未變紅色，說明不存在：Br^-；結合離子共存判斷溶液中一定不含有CO₃^2-；一定含有的離子為NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-；
（1）分析上述實驗，寫出每一實驗可以確定離子一定存在或不存在的種類．
實驗①可以確定一定存在的離子有：NH₄⁺、Al³⁺，一定不存在的離子有：CO₃^2-；
實驗②可以確定一定存在的離子有：SO₄^2-，一定不存在的離子有：Ba²⁺；
實驗③可以確定一定不存在的離子有：Br^-，故答案為：NH₄⁺、Al³⁺；CO₃^2-；SO₄^2-；Ba²⁺；Br^-；
（2）由①可知存在離子NH₄⁺ 物質的量=0.02mol，1.02g固體為氧化鋁，故Al³⁺的物質的量為：2×

1.02g

102g/mol

=0.02mol，第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，沉淀經足量鹽酸洗滌、干燥后，得到11.65g固體為硫酸鋇，物質的量=

11.65g

233g/mol

=0.05mol，依據(jù)溶液中電荷守恒，陽離子正電荷總量小于陰離子負電荷總量，陽離子電荷數(shù)為0.08mol，陰離子若只有硫酸根離子時電荷數(shù)為0.1mol，所以一定有K⁺存在，且鉀離子的物質的量≥0.1-0.08=0.02mol，故濃度為：≥

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L，
故答案為：0.2．

點評：本題考查了常見離子的檢驗方法，離子性質的應用，反應現(xiàn)象的判斷，離子共存的分析應用，明確鋁離子、硫酸根離子、銨根離子的分析判斷和計算是解答的關鍵，題目難度中等．