Question

【題目】某固體混合物中，可能含有下列離子中的幾種：K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Cl-、SO42、CO32，將該混合物溶于水后得澄清溶液，現(xiàn)取三份各100mL該溶液分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）在第一份溶液中加入足量的NaOH溶液并加熱，無(wú)沉淀生成，但收集到1.12L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）；

（2）在第二份溶液中加入足量的BaCl2溶液有沉淀生成，經(jīng)稱(chēng)量其質(zhì)量為6.27g，在該沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀部分溶解，剩余固體質(zhì)量為2.33g。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題：

①溶液中一定不存在的離子有___；

②溶液中一定存在的離子有___，其中陰離子的物質(zhì)的量濃度分別為___；

③取第三份原溶液，向其中加入足量的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，能否說(shuō)明原溶液中存在Cl-？___（填“能”或“不能”），理由___。

④推斷K+是否存在并說(shuō)理由：____。

Answer 1

【答案】Mg2+、Ba2+ NH4+、SO42-、CO32- c（SO42-）=0.1mol/L、c（CO32-）=0.2mol/L 不能 碳酸銀、硫酸銀、氯化銀都是白色沉淀，因此實(shí)驗(yàn)3得到的沉淀不一定是氯化銀，所以無(wú)法確定溶液中是否含有氯離子 存在；通過(guò)計(jì)算可知，溶液中負(fù)電荷比正電荷多，所以，只有存在鉀離子，溶液的離子電荷才能守恒

【解析】

含有K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Cl、SO42、CO32的混合物溶于水后得澄清溶液，現(xiàn)取三份各100mL該溶液分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）在第一份溶液中加入足量的NaOH溶液并加熱，無(wú)沉淀生成，但收集到1.12L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)；可以說(shuō)明溶液中含有NH4+，一定沒(méi)有Mg2+；

（2）在第二份溶液中加入足量的BaCl2溶液有沉淀生成，說(shuō)明含有SO42或CO32中一種或2種；經(jīng)稱(chēng)量其質(zhì)量為6.27g，在該沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀部分溶解，剩余固體質(zhì)量為2.33g，說(shuō)明剩余的沉淀為硫酸鋇，溶解的沉淀為碳酸鋇，證明溶液中一定含有SO42、CO32；由此排除Ba2+的存在；

（3）根據(jù)硫酸鋇的量計(jì)算出硫酸根的量，根據(jù)碳酸鋇的量計(jì)算出碳酸根離子的量，根據(jù)氨氣的量計(jì)算出銨根離子的量，最后根據(jù)電荷守恒判斷鉀離子的存在與否。

據(jù)以上分析進(jìn)行解答。

將含有K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Cl、SO42、CO32的混合物溶于水后得澄清溶液，現(xiàn)取三份各100mL該溶液分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）在第一份溶液中加入足量的NaOH溶液并加熱，無(wú)沉淀生成，但收集到1.12L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)；可以說(shuō)明溶液中含有NH4+，一定沒(méi)有Mg2+；

（2）在第二份溶液中加入足量的BaCl2溶液有沉淀生成，說(shuō)明含有SO42或CO32中一種或2種；經(jīng)稱(chēng)量其質(zhì)量為6.27g，在該沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀部分溶解，剩余固體質(zhì)量為2.33g，說(shuō)明剩余的沉淀為硫酸鋇，溶解的沉淀為碳酸鋇，證明溶液中一定含有SO42、CO32；

①結(jié)合以上分析可知：實(shí)驗(yàn)（1）中為可以證明含有NH4+，實(shí)驗(yàn)（2）中證明含有SO42、CO32；由于碳酸鋇、碳酸鎂、硫酸鋇等都是不溶于水的沉淀,因此溶液中一定不存在的離子有：Mg2+、Ba2+；

答案是：Mg2+、Ba2+；

②結(jié)合以上分析可知：實(shí)驗(yàn)（1）中可以證明含有NH4+，實(shí)驗(yàn)（2）中可以證明含有SO42、CO32；溶液中一定存在的離子有NH4+、SO42、CO32；根據(jù)在第二份溶液中加入足量的BaCl2溶液有沉淀生成，經(jīng)稱(chēng)量其質(zhì)量為6.27g，為碳酸鋇和碳酸鈣質(zhì)量之和；在該沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀部分溶解，剩余固體質(zhì)量為2.33g，為硫酸鋇沉淀，其物質(zhì)的量為2.33/233=0.01mol；根據(jù)SO42-BaSO4可知，n(SO42)=0.01mol；碳酸鋇沉淀質(zhì)量為6.27-2.33=3.94g，其物質(zhì)的量為3.94/197=0.02mol；根據(jù)CO32- BaCO3可知，n( CO32)=0.02mol；濃度各為：c(SO42)=0.01/0.1=0.1mol/L；c( CO32)=0.02/0.1=0.2 mol/L；

答案是：NH4+、SO42、CO32；c(SO42)=0.1mol/L，c( CO32)=0.2 mol/L；

③結(jié)合以上分析可知，溶液中一定存在NH4+、SO42、CO32；取第三份原溶液，向其中加入足量的AgNO3溶液，能夠產(chǎn)生白色沉淀可能為硫酸銀、碳酸銀沉淀，不一定為氯化銀沉淀；所以不能說(shuō)明原溶液中存在Cl-；

故答案是：碳酸銀、硫酸銀、氯化銀都是白色沉淀，因此實(shí)驗(yàn)3得到的沉淀不一定是氯化銀，所以無(wú)法確定溶液中是否含有氯離子；

④溶液中肯定存在的離子是NH4+，SO42、CO32,經(jīng)計(jì)算,NH4+的物質(zhì)的量為1.12/22.4=0.05mol,利用②中分析、計(jì)算可以知道SO42、CO32的物質(zhì)的量分別為0.01mol和0.02mol；陽(yáng)離子帶的正電荷總數(shù)0.05×1=0.05mol，陰離子帶的負(fù)電荷總數(shù)為：0.01×2+0.02×2=0.06mol；根據(jù)電荷守恒:鉀離子一定存在；

答案是:存在；經(jīng)過(guò)計(jì)算可以知道，只有存在K+溶液中的離子電荷才能守恒。