Question

【題目】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－、SO42－，將該混合物溶于水后得澄清溶液，現取3份各100mL的該溶液分別進行如下實驗：

試回答下列問題：

（1）根據實驗①對Cl－是否存在的判斷是________(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 。

（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＋是否存在并說明理由。

Answer 1

【答案】（1）不能確定 Ba2＋、Mg2＋

（2）

陰離子符號	物質的量濃度(mol·L－1)
SO42－	0.1
CO32-	0.2

（3）K＋肯定存在。由于溶液中肯定存在的離子是NH4+、CO32-和SO42－，經計算，每份溶液中NH4+、CO32-和SO42－物質的量分別為0.05mol、0.02mol和0.01mol根據電荷守恒，知道K＋一定存在

【解析】

試題分析：根據題意，Ba2+和SO42-，可發生離子反應生成BaSO4↓，因此兩者不能共存．Ba2+和CO32-可發生離子反應生成BaCO3↓，因此兩者也不能共存。第一份加入AgNO3溶液有沉淀產生，可能發生Cl-+Ag+═AgCl↓、CO32-+2Ag+═Ag2CO3↓、SO42-+2Ag+═Ag2SO4↓，所以可能含有Cl-、CO32-、SO42-。第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.05mol，和NaOH溶液加熱產生氣體的只能是NH4+，而沒有沉淀產生說明一定不存在Mg2+．故可確定一定含有NH4+，一定不存在Mg2+．根據反應NH4++OH-═NH3↑+H2O，產生NH3為0.05mol，可得NH4+也為0.05mol；第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，經足量鹽酸洗滌．干燥后，沉淀質量為2.33g。部分沉淀溶于鹽酸為BaCO3，部分沉淀不溶于鹽酸為BaSO4，發生反應CO32-+Ba2+═BaCO3↓、SO42-+Ba2+═BaSO4↓，因為BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O而使BaCO3溶解。因此溶液中一定存在CO32-、SO42-，一定不存在Ba2+。由條件可知BaSO4為2.33g，物質的量為=═0.01mol，則SO42-物質的量為0.01mol，SO42-物質的量濃度==0.1mol/L ，BaCO3為6.27g-2.33g═3.94g，物質的量為=═0.02mol，則CO32-物質的量為0.02mol，CO32-物質的量濃度為═0.2mol/L。由上述分析可得，溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，一定不存在Mg2+、Ba2+。而CO32-、SO42-、NH4+物質的量分別為0.02mol、0.01mol、0.04mol；CO32-、SO42-所帶負電荷分別為0.02mol×2、0.01mol×2，共0.06mol，NH4+所帶正電荷為0.05 mol，根據溶液中電荷守恒，可知K+一定存在，K+物質的量≥0.01 mol，當K+物質的量＞0.01 mol時，溶液中還必須含有Cl-；當K+物質的量=0.01 mol時，溶液中不含有Cl-。

（1）依據上述分析可知Cl-可能含有，依據實驗現象分析溶液中一定不含有Mg2+、Ba2+；

（2）依據上述分析計算，得到一定存在的陰離子為CO32-、SO42-，其物質的量濃度分別為：c（CO32-）=0.2mol/L；c（SO42-）=0.1mol/L；

（3）溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，一定不存在Mg2+、Ba2+．而CO32-、SO42-、NH4+物質的量分別為0.02mol、0.01mol、0.04mol；CO32-、SO42-所帶負電荷分別為0.02mol×2、0.01mol×2，共0.06mol，NH4+所帶正電荷為0.05 mol，根據溶液中電荷守恒，可知K+一定存在，K+物質的量≥0.01 mol，當K+物質的量＞0.01 mol時，溶液中還必須含有Cl-；當K+物質的量=0.01 mol時，溶液中不含有Cl-；CO32-、SO42-所帶負電荷分別為0.02mol×2、0.01mol×2，共0.06ml，NH4+所帶正電荷為0.05 mol，根據溶液中電荷守恒，可知K+一定存在；