Question

15．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溶液三份進行如下實驗：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，收集到氣體0.896L（標準狀況）③向第三份加入足量BaCl₂溶液，得到沉淀6.27克，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌后，剩余2.33克．
試回答下列問題：
（1）肯定存在的離子有K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，肯定不存在的離子有Fe³⁺、Mg²⁺，
（2）可能存在的離子是Cl^-，
（3）試分別確定肯定存在的陽離子在原溶液中各自的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

分析 由①實驗可知，向第一份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，白色沉淀為AgCl或碳酸銀、硫酸銀；
由②可知，向第二份溶液中加入足量NaOH 溶液后加熱，收集到0.896L（標準狀況）氣體，氣體為氨氣，其物質(zhì)的量為$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，原溶液中一定含NH₄⁺；
由③可知，向第三份溶液中加入足量BaCl₂溶液，得到沉淀6.27g，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌后剩余2.33g，則含SO₄^2-的物質(zhì)的量為$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，含CO₃^2-的物質(zhì)的量為$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol，結(jié)合離子共存、電荷守恒解答．

解答 解：由①實驗可知，向第一份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，白色沉淀為AgCl或碳酸銀、硫酸銀；
由②可知，向第二份溶液中加入足量NaOH 溶液后加熱，收集到0.896L（標準狀況）氣體，氣體為氨氣，其物質(zhì)的量為$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，原溶液中一定含NH₄⁺；
由③可知，向第三份溶液中加入足量BaCl₂溶液，得到沉淀6.27g，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌后剩余2.33g，則含SO₄^2-的物質(zhì)的量為$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，含CO₃^2-的物質(zhì)的量為$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol，由離子共存可知，一定不存在Fe³⁺、Mg²⁺，由電荷守恒可知，0.01mol×2+0.02mol×2＞0.04mol，可知一定含陽離子K⁺，不能確定是否含Cl^-，
（1）由上述分析可知，一定存在K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在Fe³⁺、Mg²⁺，
故答案為：K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、SO₄²；Fe³⁺、Mg²⁺；
（2）由上述分析可知，可能存在Cl^-，
故答案為：Cl^-；
（3）依據(jù)計算可知銨根離子濃度c（NH₄⁺）=$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol/L，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，總正電荷小于負電荷，則原溶液中一定含有K⁺，至少為0.02mol，C（K⁺）≥0.2mol/L，
答：肯定存在的陽離子在原溶液中各自的物質(zhì)的量濃度C（K⁺）≥0.2mol/L、C（NH₄⁺）=0.4mol/L；

點評 本題考查物質(zhì)的檢驗及推斷，為高頻考點，把握現(xiàn)象與反應(yīng)、離子推斷的關(guān)系為解答的關(guān)鍵，實驗③中白色沉淀為解答的突破口，側(cè)重分析與計算、推斷能力的考查，注意電荷守恒的應(yīng)用，題目難度中等．