Question

5．有一無色混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K⁺、NH₄⁺、Cl^-、Mg²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①第一份加入足量AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生；
②第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol；
③第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀6.27g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量為2.33g據(jù)此根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：
（1）溶液中可能存在的離子是Cl^-，肯定不存在的離子是Fe³⁺、Mg²⁺．
（2）求一定存在的離子中陽離子的濃度或濃度的取值范圍（用不等式表示）K⁺≥0.02mol．
（3）如何檢驗(yàn)可能存在的離子，試寫出詳細(xì)操作步驟：取適量原溶液先加足量稀硝酸，再加過量硝酸鋇并過濾，最后再加硝酸銀若仍有不溶于稀硝酸沉淀生成，則存在Cl^-．

Answer 1

分析 無色溶液中不存在有色的Fe³⁺離子，
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-；
②0.04mol為氨氣，溶液中一定含有NH₄⁺，并且物質(zhì)的量為0.04mol；
③2.33g為硫酸鋇，6.27g為硫酸鋇和碳酸鋇，根據(jù)n=$\frac{n}{M}$計(jì)算出沉淀的物質(zhì)的量；
再根據(jù)電荷守恒，得出是否存在鉀離子，以此來解答．

解答 解：無色混合物的水溶液中一定不存在Fe³⁺離子，
①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，該氣體為氨氣，故原溶液中一定有0.04mol銨離子；
③不溶于鹽酸的2.33g為硫酸鋇，物質(zhì)的量為$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol；6.27g沉淀是硫酸鋇和碳酸鋇的混合物，碳酸鋇質(zhì)量為：6.27g-2.33g=3.94g，物質(zhì)的量為$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol，故原溶液中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-，根據(jù)離子共存，則一定沒有Mg²⁺，
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(fù)電荷，則原溶液中一定含有K⁺，至少為0.02mol；
綜上所述，一定存在的離子有NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，一定不存在的離子為：Fe³⁺、Mg²⁺，可能存在Cl^-，
（1）溶液中可能存在的離子是Cl^-，肯定不存在的離子是Fe³⁺、Mg²⁺，故答案為：Cl^-；Fe³⁺、Mg²⁺；
（2）由上述電荷守恒可知，K⁺≥0.02mol，故答案為：K⁺≥0.02mol；
（3）檢驗(yàn)可能存在的離子，操作為取適量原溶液先加足量稀硝酸，再加過量硝酸鋇并過濾，最后再加硝酸銀若仍有不溶于稀硝酸沉淀生成，則存在Cl^-，
故答案為：取適量原溶液先加足量稀硝酸，再加過量硝酸鋇并過濾，最后再加硝酸銀若仍有不溶于稀硝酸沉淀生成，則存在Cl^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查常見離子的推斷，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的反應(yīng)、離子推斷及計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意電荷守恒的�?yīng)用，題目難度不大．