Question

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⁺、Fe³⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-和SO₄^2-．現每次取100.00mL進行實驗：（已知NH₄⁺+OH^-?NH₃↑+H₂O）
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生；
②第二份加入足量NaOH后，整個過程沒有沉淀產生，加熱，收集到氣體0.896L（標準狀況下）
②第三份加入足量BaCl₂溶液后得干燥沉淀6.27g，沉淀經足量鹽酸洗滌，干燥后剩余2.33g．
請回答：
（1）c（CO₃^2-）=

0.2mol/L

；
（2）K⁺是否存在？

存在、

；若存在，濃度至少是

0.2mol/L

（若不存在，則不必回答第（2）問）；
（3）根據以上實驗，不能判斷哪種離子是否存在？

不能判斷氯離子是否存在；

若存在，這種離子如何進行檢驗？

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：先根據實驗現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中酸洗滌前后質量減少的量的成分，再根據減少的沉淀的量計算碳酸根離子的濃度．
（2）先確定實驗③中酸洗后沉淀的成分，計算硫酸根離子的物質的量，根據氨氣的體積計算銨根離子的物質的量，再根據溶液中陰陽離子所帶電荷相等，判斷鉀離子是否存在；若存在，根據陰陽離子的電荷相等，求出鉀離子的物質的量，再根據物質的量濃度公式計算鉀離子的物質的量濃度．
（3）根據實驗現象判斷；根據氯離子的檢驗方法檢驗，但先判斷硫酸根離子的干擾；

解答：解：根據實驗①現象判斷：該溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-．
根據實驗②現象判斷，該溶液中不含Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺三種離子，含有NH₄⁺．
根據實驗③現象判斷，該溶液中含有CO₃^2-和SO₄^2-離子．
（1）根據實驗③現象，酸洗滌沉淀前后，質量減少，減少的質量為碳酸鋇的質量，
     Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓
    1mol    197g
  0.02mol   （6.27-2.33）g，
碳酸根的物質的量濃度=

n

V

=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L             
故答案為：0.2mol/L；
（2）根據實驗③現象，酸洗滌沉淀后沉淀的質量為硫酸鋇的質量．
Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓
1mol       233g 
 0.01mol    2.33g
  銨根離子的物質的量為
   NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O
   1mol        22.4L
   0.04m0l     0.896L 
根據溶液中陰陽離子所帶電荷相等得，鉀離子存在；一個硫酸根離子、一個碳酸根離子都各帶兩個單位的負電荷，一個銨根離子、一個鉀離子各帶一個單位的正電荷，
設其物質的量為xmol，根據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
鉀離子的物質的量濃度=

n

V

=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L
故答案為：存在；0.2mol/L
（3）根據實驗①現象判斷，不能判斷氯離子是否存在；氯離子和銀離子反應生成白色沉淀，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，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．

點評：本題考查了離子的檢驗方法和離子共存知識，利用陰陽離子所帶電荷相等是解（2）的關鍵．