Question

19．在K⁺濃度為1mol•L^-1的某澄清溶液中，還可能含有下表中的若干種離子．（已知H₂SiO₃為不溶于水的膠狀沉淀，加熱時(shí)易分解為兩種氧化物；Ag₂CO₃是難溶物．）

陽(yáng)離子	Na+、Ag+、Ca2+、Ba2+
陰離子	NO3-、CO32-、SiO32-、SO42-

現(xiàn)取該溶液100mL進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)（氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定）．

序號(hào)	實(shí)驗(yàn)內(nèi)容	實(shí)驗(yàn)結(jié)果
Ⅰ	向該溶液中加入足量稀鹽酸	產(chǎn)生白色膠狀沉淀并放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.56L氣體
Ⅱ	將Ⅰ的反應(yīng)混合液過(guò)濾，對(duì)沉淀洗滌、灼燒至恒重，稱(chēng)量所得固體質(zhì)量	固體質(zhì)量為2.4g
Ⅲ	向Ⅱ的濾液中滴加BaCl2溶液	無(wú)明顯現(xiàn)象

請(qǐng)回答下列問(wèn)題．
（1）實(shí)驗(yàn)Ⅰ能確定一定不存在的離子是Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅰ中生成氣體的離子方程式為CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑；
（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要計(jì)算，NO₃^-是否存在不一定（選填“是”或“不一定”或“否”）．
（4）判斷Na⁺是否存在，若存在求其最小濃度存在，其濃度至少為0.3mol/L，若不存在說(shuō)明理由：-．

Answer 1

分析 由題意“溶液為澄清溶液”可知：溶液中含有的離子一定能夠大量共存；由實(shí)驗(yàn)Ⅰ可知，該溶液中一定含有CO₃^2-，其濃度為$\frac{\frac{0.56L}{22.4L/mol}}{0.1L}$=0.25mol/L，則一定沒(méi)有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；由生成白色沉淀判斷溶液中一定含有SiO₃^2-，發(fā)生反應(yīng)SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，硅酸加熱分解生成二氧化硅，固體質(zhì)量為2.4g為二氧化硅的質(zhì)量，根據(jù)硅原子守恒，SiO₃^2-的濃度為：$\frac{\frac{2.4g}{60g/mol}}{0.1L}$=0.4mol/L；由實(shí)驗(yàn)Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2-，根據(jù)電荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SiO₃^2-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有Na⁺，且其濃度至少為0.8mol/L，不能確定NO₃^-是否存在，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：由題意“溶液為澄清溶液”可知：溶液中含有的離子一定能夠大量共存；由實(shí)驗(yàn)Ⅰ可知，該溶液中一定含有CO₃^2-，其濃度為$\frac{\frac{0.56L}{22.4L/mol}}{0.1L}$=0.25mol/L，則一定沒(méi)有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；由生成白色沉淀判斷溶液中一定含有SiO₃^2-，發(fā)生反應(yīng)SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，硅酸加熱分解生成二氧化硅，固體質(zhì)量為2.4g為二氧化硅的質(zhì)量，根據(jù)硅原子守恒，SiO₃^2-的濃度為：$\frac{\frac{2.4g}{60g/mol}}{0.1L}$=0.4mol/L；由實(shí)驗(yàn)Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2-，根據(jù)電荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SiO₃^2-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞1mol/L，因此溶液中一定含有Na⁺，且其濃度至少為0.8mol/L，不能確定NO₃^-是否存在，
（1）由實(shí)驗(yàn)Ⅰ可知，加入足量稀鹽酸生成白色沉淀并在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出0.56L氣體，則該溶液中一定含有CO₃^2-、SiO₃^2-，則一定沒(méi)有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺，
故答案為：Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅰ中生成氣體的離子方程式為CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑，
故答案為：CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑；
（3）根據(jù)分析可知，溶液中不一定存在硝酸根離子，
故答案為：不一定；
（4）根據(jù)以上計(jì)算可知，不能確定NO₃^-，c（CO₃^2-）=0.25mol/L，c（SiO₃^2-）=0.4mol/L，一定不存在硫酸根離子，所以c（SO₄^2-）=0，根據(jù)電荷守恒2c（CO₃^2-+）+2c（SiO₃^2-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞1mol/L，因此溶液中一定含有Na⁺，且其濃度至少為0.3mol/L，
故答案為：存在；其濃度至少為0.3mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及離子共存、離子檢驗(yàn)及相關(guān)物質(zhì)的量濃度的計(jì)算等，注重高頻考點(diǎn)的考查，題目難度中等，把握離子反應(yīng)反應(yīng)條件及常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法為解答的關(guān)鍵，注意電荷守恒判斷Na⁺是否存在為解答本題的難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)．