Question

4．某混合物的水溶液中，只可能含有以下離子中的若干種：K⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、Cl-、CO₃²-和SO₄²-．現(xiàn)每次取100.00mL進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（已知：）
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生；
②第二份加入足量NaOH后加熱，收集到氣體0.896L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）
③第三份加入足量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(qǐng)回答：
（1）c（CO₃^2-）=0.2mol/Lmol/L；
（2）K⁺是否存在？存在；
（3）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，不能判斷（填離子符號(hào)）是否存在．若存在此離子，如何進(jìn)行檢驗(yàn)？取少量原試液，加足量硝酸鋇溶液過濾，取濾液加足量稀硝酸和硝酸銀溶液，若有沉淀證明存在氯離子，否則無氯離子．

Answer 1

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③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）先確定實(shí)驗(yàn)③中酸洗后沉淀的成分，計(jì)算硫酸根離子的物質(zhì)的量，根據(jù)氨氣的體積計(jì)算銨根離子的物質(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；
（3）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)，但先判斷硫酸根離子的干擾．

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：有氣體無沉淀，該溶液中不含Mg²⁺，含有NH₄⁺，
根據(jù)實(shí)驗(yàn)③現(xiàn)象：產(chǎn)生沉淀，部分沉淀溶于鹽酸，說明沉淀既有硫酸鋇又有碳酸鋇，則該溶液中含有CO₃^2-和SO₄^2-離子，
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)③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=$\frac{n}{V}$=0.2mol/L，
故答案為：0.2mol/L；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)③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 
實(shí)驗(yàn)②銨根與氫氧根反應(yīng)產(chǎn)生氨氣，
NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O
1mol               22.4L
0.04mol           0.896L 
則硫酸根的物質(zhì)的量為0.01mol，銨根離子的物質(zhì)的量為0.04mol，根據(jù)溶液中陰陽離子所帶電荷相等得，假設(shè)鉀離子存在，氯離子不存在，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)銨根離子、一個(gè)鉀離子各帶一個(gè)單位的正電荷，設(shè)其物質(zhì)的量為xmol，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=0.04m0l×1+xmol×1，x=0.02，鉀離子的物質(zhì)的量濃度=$\frac{n}{V}$=0.2mol/L，若溶液中存在氯離子，鉀離子的濃度會(huì)大于0.2mol/L，則證明鉀離子一定存在，
故答案為：存在；
（3）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)，但先判斷硫酸根離子的干擾，
故答案為：不能判斷氯離子是否存在；取少量原試液，加足量硝酸鋇溶液過濾，取濾液加足量稀硝酸和硝酸銀溶液，若有沉淀證明存在氯離子，否則無氯離子．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子的檢驗(yàn)方法和離子共存知識(shí)，把握實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)、現(xiàn)象與結(jié)論的關(guān)系為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度不大．