Question

8．在Na⁺的物質(zhì)的量濃度為0.5mol•L^-1的某澄清溶液中，還可能含有如表中所示的若干種離子．

陽離子	K+、Ag+、Mg2+、Ba2+
陰離子	NO3-、CO32-、SiO32-、SO42-

取100mL該溶液進行如下實驗（氣體體積在標準狀況下測定）：

序號	實驗內(nèi)容	實驗結(jié)果
Ⅰ	想該溶液中加入足量稀鹽酸	生成白色沉淀并在標準狀況下放出0.56L氣體
Ⅱ	將Ⅰ中產(chǎn)生的混合液過濾，將沉淀洗滌、灼燒至恒重，稱量所得固體的質(zhì)量	固體質(zhì)量為2.4g
Ⅲ	向Ⅱ中所得的濾液中滴加BaCl2溶液	無明顯現(xiàn)象

請回答下列問題：
（1）由實驗Ⅰ確定一定不存在的離子是Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺．
（2）實驗Ⅰ中生成沉淀的離子方程式為SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓．
（3）通過實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要計算，填寫表中陰離子的物質(zhì)的量濃度（能計算出結(jié)果的填寫計算結(jié)果，一定不存在的離子填“0”，不能確定是否存在的離子填“？”）

陰離子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol•L-1	？	0.25mol/L	0.4mol/L	0

（4）判斷K⁺是否存在，若存在，求其最小濃度，若不存在，請說明理由：存在，其濃度至少為0.8mol/L．

Answer 1

分析 由題意知溶液為澄清溶液，因此溶液中含有的離子必須能大量共存．由實驗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↓，SiO₃^2-的濃度為$\frac{\frac{2.4g}{60g/mol}}{0.1L}$=0.4mol/L．由實驗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K⁺，且其濃度至少為0.8mol/L，不能確定NO₃^-是否存在．

解答 解：由題意知溶液為澄清溶液，因此溶液中含有的離子必須能大量共存．由實驗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↓，SiO₃^2-的濃度為$\frac{\frac{2.4g}{60g/mol}}{0.1L}$=0.4mol/L．由實驗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K⁺，且其濃度至少為0.8mol/L，不能確定NO₃^-是否存在．
（1）由實驗Ⅰ可知，加入足量稀鹽酸生成白色沉淀并在標準狀況下放出0.56L氣體，則該溶液中一定含有CO₃^2-、SiO₃^2-，則一定沒有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺，
故答案為：Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；
（2）實驗Ⅰ中生成沉淀的離子方程式為：SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，
故答案為：SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓；
（3）通過上述分析計算可知，

陰離子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol•L-1	？	0.25mol/L	0.4mol/L	0

（4）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K⁺，且其濃度至少為0.8mol/L，
故答案為：存在，其濃度至少為0.8mol/L．

點評 本題考查離子共存等，難度中等，注意掌握離子反應(yīng)，根據(jù)電荷守恒判斷K⁺是否存在，是本題的難點、易錯點，難度中等．