Question

11．由幾種離子化合物組成的混合物，含有以下離子中的若干種：K⁺、Cl^-、NH₄⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，將該混合物溶于水后得澄清溶液，現(xiàn)取3份各100mL的該溶液分別進行如下實驗：

實驗序號	實驗內容	實驗結果
①	加AgNO3溶液	有白色沉淀生成
②	加足量NaOH溶液并加熱	收集到氣體1.12L（標準狀況）
③	加足量BaCl2溶液時，對所得沉淀進行洗滌、干燥、稱量；再向沉淀中加入足量稀鹽酸，然后干燥、稱量	第一次稱量讀數為6.27g；第二次稱量讀數為2.33g

試回答下列問題：
（1）根據實驗①對Cl^-是否存在的判斷是不能確定（填“一定存在”“一定不存在”或“不能確定”），根據實驗①②③判斷混合物中一定不存在的離子是Ba²⁺、Mg²⁺；
（2）試確定溶液中一定存在的陰離子及其物質的量濃度（可不填滿）：

陰離子符號	物質的量濃度/mol•L-1

（3）試確定K⁺存在（填是或否）存在．

Answer 1

分析 ①因碳酸銀、硫酸銀、氯化銀都是白色沉淀，因此實驗1對確定是否含有氯離子不能確定，利用實驗2可知含有銨離子，利用實驗3可知沉淀一定是碳酸鋇和硫酸鋇，即溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-，則溶液中一定不含Ba²⁺、Mg²⁺；
②加足量NaOH溶液并加熱，能收集到氣體，則該氣體為氨氣，且依據標況下氨氣的體積可以計算銨根的物質的量；
③碳酸鋇可溶于鹽酸，硫酸鋇不溶于鹽酸，因此加入鹽酸后剩余2.33g固體為BaSO₄，利用硫、碳守恒即可求算出溶液中c（SO₄^2-）、c（CO₃^2-）；
結合以上分析以及題中給出的數據可知，溶液中肯定存在的離子是NH₄⁺、CO₃^2-和SO₄^2-，經計算，NH₄⁺的物質的量為0.05 mol，CO₃^2-、SO₄^2-的物質的量分別為0.02 mol和0.01 mol，根據電荷守恒得K⁺一定存在，以此來解答．

解答 解：（1）碳酸銀、硫酸銀、氯化銀都是白色沉淀，因此實驗1得到沉淀無法確定是氯化銀，故實驗1對Cl^-是否存在的判斷是：不能確定；利用實驗2可知含有銨離子，利用實驗3可知沉淀一定是碳酸鋇和硫酸鋇，即溶液中一定含有CO₃^2-、SO₄^2-，碳酸鋇、碳酸鎂、硫酸鋇等都是不溶于水的沉淀，故可判知溶液一定不存在的離子是：Ba²⁺、Mg²⁺，
故答案為：不能確定；Ba²⁺、Mg²⁺；      
（2）結合（1）中分析可知溶液中一定含有的陰離子為CO₃^2-、SO₄^2-，由碳酸鋇可溶于鹽酸，硫酸鋇不溶于鹽酸可推知加入鹽酸后剩余2.33g固體為BaSO₄，利用硫守恒可知溶液中c（SO₄^2-）=$\frac{\frac{2.33g}{233g/mol}}{0.1L}$=0.1mol/L；6.27g固體中碳酸鋇的質量為6.27g-2.33g=3.94g，利用碳守恒可知溶液中c（CO₃^2-）=$\frac{\frac{3.94g}{197g/mol}}{0.1L}$=0.2mol/L，
故答案為：

陰離子符號	物質的量濃度/mol•L-1
SO42-	0.1
CO32-	0.2

（3）溶液中肯定存在的離子是NH₄⁺、CO₃^2-和SO₄^2-，經計算，NH₄⁺的物質的量為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05 mol，利用（2）中分析、計算可知CO₃^2-、SO₄^2-的物質的量分別為0.02 mol和0.01 mol，根據電荷守恒可知溶液中一定存在K⁺，
故答案為：存在．

點評 本題考查無機物的推斷，為高頻考點，把握常見離子之間的歸納與、現(xiàn)象為解答的關鍵，側重分析能力及推斷能力的考查，注意電荷守恒的應用，題目難度中等．