Question

某混合物的水溶液中，可能含有以下離子中的若干種：K⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cl^-、CO₃^2-和SO₄^2-．現(xiàn)每次取100.00mL進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生；
②第二份加入足量BaCl₂溶液后得干燥沉淀6.27g，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌，干燥后剩余2.33g．
請回答：
（1）c（CO₃^2-）=

 

．
（2）用離子方程式表示該溶液呈堿性的原因：

 

．
（3）K⁺是否存在？

 

，（填“是”或“否”）若存在，濃度范圍是

 

 （若不存在，則不必回答第（2）問）．
（4）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，不能判斷哪種離子是否存在？若存在，這種離子如何進(jìn)行檢驗(yàn)？

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：常見陽離子的檢驗(yàn),離子共存問題,常見陰離子的檢驗(yàn)

專題：離子反應(yīng)專題

分析：先根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷溶液中存在的離子，不存在的離子，可能存在的離子．
（1）先判斷②中酸洗滌前后質(zhì)量減少的量的成分，再根據(jù)減少的沉淀的量計(jì)算碳酸根離子的濃度；
（2）弱酸根離子水解顯堿性；
（3）先確定實(shí)驗(yàn)②中酸洗后沉淀的成分，計(jì)算硫酸根離子的物質(zhì)的量，再根據(jù)溶液中陰陽離子所帶電荷相等，判斷鉀離子是否存在；若存在，根據(jù)陰陽離子的電荷相等，求出鉀離子的物質(zhì)的量的范圍，再根據(jù)物質(zhì)的量濃度公式計(jì)算鉀離子的物質(zhì)的量濃度范圍；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷；根據(jù)氯離子的檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)，但先排除硫酸根離子的干擾．

解答： 解：根據(jù)實(shí)驗(yàn)①現(xiàn)象判斷：該溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)②現(xiàn)象判斷，該溶液中含有CO₃^2-和SO₄^2-離子，根據(jù)離子共存判斷無Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺．
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)②現(xiàn)象，酸洗滌沉淀前后，質(zhì)量減少，減少的質(zhì)量為碳酸鋇的質(zhì)量，
Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓
     1mol    197g
   0.02mol （6.27-2.33）g，
碳酸根的物質(zhì)的量濃度=

n

V

=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L
故答案為：0.2mol/L；
（2）碳酸根離子水解顯堿性，離子方程式為：CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+OH^-，鼓答案為：CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+OH^-；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)②現(xiàn)象，酸洗滌沉淀后沉淀的質(zhì)量為硫酸鋇的質(zhì)量．
Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓
     1mol    233g
   0.01mol   2.33g
根據(jù)溶液中陰陽離子所帶電荷相等得，鉀離子存在，氯離子不能確定是否存在；
一個(gè)硫酸根離子、一個(gè)碳酸根離子都各帶兩個(gè)單位的負(fù)電荷，一個(gè)氯離子帶一個(gè)單位的負(fù)電荷，一個(gè)鉀離子帶一個(gè)單位的正電荷，
設(shè)其物質(zhì)的量為x，根據(jù)溶液中陰陽離子所帶電荷相等列方程式，
0.02mol×2+0.01mol×2+n（Cl^-）×1=xmol×1
x=0.06mol+n（Cl^-），
若存在氯離子，則c（K⁺）＞0.6mol?L^-1，若無氯離子，則c（K⁺）=0.6mol?L^-1，所以c（K⁺）≥0.6mol?L^-1．
故答案為：是；c（K⁺）≥0.6mol?L^-1
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)①現(xiàn)象判斷，不能判斷氯離子是否存在；氯離子和銀離子反應(yīng)生成白色沉淀，且該沉淀不溶于水和硝酸，所以可用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗(yàn)，但先排除硫酸根離子的干擾．
故答案為：Cl^-；取原溶液少許，加入足量Ba（NO₃）₂溶液后過濾，向?yàn)V液中加入AgNO₃溶液，若有沉淀產(chǎn)生，則原溶液中有Cl^-，反之無Cl^-．

點(diǎn)評：本題考查了離子的檢驗(yàn)方法和離子共存知識，利用陰陽離子所帶電荷相等是解（3）的關(guān)鍵．