Question

有一混合物水溶液，可能含有以下離子中的若干種：K⁺、NH₄⁺、Cl^-、Mg²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，現(xiàn)各取100mL溶液三份進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
①向第一份加入AgNO₃溶液，有白色沉淀產(chǎn)生；
②向第二份加入足量NaOH溶液后加熱，收集氣體0.896L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）；
③向第三份加入足量的BaCl₂溶液，得到沉淀6.27g，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌后，剩余2.33g．
試回答下列問題：
（1）肯定存在的離子有

 

，肯定不存在的離子有

 

．
（2）可能存在的離子是

 

，為確定該離子是否存在，可取少許原溶液，然后

 

（填實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象、結(jié)論）．
（3）若第（2）問中可能存在的離子不存在，請分別確定肯定存在的離子在原溶液中各自的物質(zhì)的量濃度

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：常見陰離子的檢驗(yàn),常見陽離子的檢驗(yàn)

專題：

分析：①加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，說明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②向第二份加入足量NaOH溶液后加熱，收集到標(biāo)況下的氣體0.896L，氣體的物質(zhì)的量為0.04mol，該氣體為氨氣，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質(zhì)的量為0.04mol；
③2.33g沉淀為硫酸鋇，6.27g沉淀為硫酸鋇和碳酸鋇的混合物，據(jù)此可以計(jì)算出碳酸鋇的質(zhì)量，
再根據(jù)電荷守恒，得出一定存在鉀離子，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答： 解：①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，與AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生的離子有：Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②加足量NaOH溶液加熱產(chǎn)生氣體，氣體是氨氣，故一定有銨離子：

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol；
③不溶于鹽酸的2.33g為硫酸鋇，物質(zhì)的量為：

2.33g

233g/mol

=0.01mol；6.27g沉淀是硫酸鋇和碳酸鋇，碳酸鋇質(zhì)量為6.27g-2.33g=3.94g，碳酸鋇的物質(zhì)的量為：

3.94g

197g/mol

=0.02mol，故原溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，則一定沒有Mg²⁺、Fe³⁺； 
再根據(jù)電荷守恒，正電荷為：n（+）=n（NH₄⁺）=0.04mol；c（-）=2c（CO₃^2-）+2c（SO₄^2-）=0.06mol，正電荷總物質(zhì)的量大于負(fù)電荷，故原溶液中一定有K⁺，至少為0.02mol；
（1）綜合以上可以得出，一定存在的離子有：NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定沒有的離子Mg²⁺、Fe³⁺，可能存在Cl^-；
故答案為：K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-；Mg²⁺、Fe³⁺；
（2）可能存在Cl^-，需要使硝酸銀溶液檢驗(yàn)氯離子，操作方法為：另取少量的原溶液，先加入過量硝酸鋇溶液，過濾后加入硝酸酸化，然后加入硝酸銀溶液，若生成白色沉淀，則原溶液中含有氯離子，否則不含有氯離子，
故答案為：Cl^-；然后 加入硝酸鋇溶液，產(chǎn)生沉淀，過濾，向?yàn)V液中加入硝酸和硝酸銀溶液，如能產(chǎn)生沉淀，則證明有氯離子；
（3）根據(jù)分析可知，銨根離子的物質(zhì)的量為0.04mol，濃度為：c（NH₄⁺）=

0.04mol

0.1L

=0.4mol/L；
碳酸根離子濃度為：c（CO₃^2-）=

0.02mol

0.1L

=0.2 mol/L；
硫酸根離子濃度為：c（SO₄^2-）=

0.01mol

0.1L

=0.1 mol/L；
根據(jù)電荷守恒，溶液中鉀離子的物質(zhì)的量為0.02mol，濃度為：c（K⁺）=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L
故答案為：c（NH₄⁺）=0.4mol/L、c（CO₃^2-）=0.2 mol/L、c（SO₄^2-）=0.1 mol/L、c（K⁺）=0.2mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查常見陰、陽離子的檢驗(yàn)方法，題目難度中等，注意掌握常見離子的化學(xué)性質(zhì)及檢驗(yàn)方法，本題中根據(jù)電荷守恒判斷鉀離子的存在為易錯(cuò)點(diǎn)，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力．