Question

【題目】今有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K＋、Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、Ba2＋、NH、Cl－、CO、SO，現取兩份100 mL溶液進行如下實驗：

①第一份加過量NaOH溶液加熱后,只收集到氣體0．02mol,無沉淀生成,同時得到溶液甲。

②在甲溶液中通入過量CO2，生成白色沉淀，沉淀經過濾、洗滌、灼燒，質量為1．02 g。

③第二份加足量BaCl2溶液后,得白色沉淀，沉淀經足量鹽酸洗滌、干燥后,質量為11．65 g。

根據上述實驗回答：

（1）一定不存在的離子是______，不能確定是否存在的離子是______。

（2）試確定溶液中肯定存在的離子及其濃度數值或范圍（可不填滿）：

離子符號________，濃度_________mol/L；

離子符號________，濃度_________mol/L；

離子符號________，濃度_________mol/L；

離子符號________，濃度_________mol/L；

（3）溶液中是否含有K+還可以通過實驗方法驗證，請你敘述實驗操作、方法及結論：__________。

Answer 1

【答案】 Fe3＋、Mg2＋、Ba2＋、CO Cl－ NH 0.2 Al3＋ 0.2 K＋ 0.2 是 【答題空10】電荷守恒 用鉑絲蘸取少量試液，在酒精燈灼燒，并透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色為紫色，可知溶液里含有K+

【解析】①第一份加過量NaOH溶液加熱后，只收集到氣體0.02mol，該氣體是氨氣，一定有銨根離子，銨根離子的物質的量是0.02mol，無沉淀生成，一定不含Fe3+、Mg2+；
②在甲溶液中通入過量CO2，生成白色沉淀，該沉淀是氫氧化鋁，沉淀經過濾、洗滌、灼燒，得到氧化鋁，氧化鋁質量為1.02g，即氧化鋁的物質的量為0.01mol，根據鋁元素守恒，含有鋁離子的物質的量是0.02mol，Al3+與CO32-易發生雙水解，則一定不含CO32-；
③第二份加足量BaCl2溶液后，得白色沉淀，即硫酸鋇沉淀，沉淀經足量鹽酸洗滌、干燥后，質量為11.65g，所以一定有SO42-，物質的量是=0.05mol，一定不含Ba2+，n(NH4+)+3n(Al3+)=0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，2n(SO42-)=0.1mol，根據電荷守恒，一定存在鉀離子，因為不確定的是Cl-，鉀離子的最小物質的量是0.02mol，綜上知道，一定不存在的離子有：Fe3+、Mg2+、CO32-、Ba2+，一定存在的離子有：K+、SO42-、NH4+、Al3+，不能確定的是Cl-；
(1)一定不存在的離子是Fe3+、Mg2+、CO32-、Ba2+，不能確定的是Cl-；
(2)肯定存在的離子是K+、SO42-、NH4+、Al3+，NH4+的物質的量是0.02mol，溶液體積是0.1L，所以c(NH4+)=0.2mol/L，溶液SO42-物質的量是0.05mol，體積是0.1L，所以c(SO42-)=0.5mol/L，Al3+的物質的量是0.02mol，溶液體積是0.1L，所以c(Al3+)=0.2mol/L，鉀離子的濃度隨著氯離子而定，即c(K+)≥0.2mol/L；
(3)溶液中一定存在鉀離子，因為n(NH4+)+3n(Al3+)=0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，2n(SO42-)=0.1mol，根據電荷守恒，一定存在鉀離子；可借助熖色反應來驗證K+的存在，具體操作是用鉑絲蘸取少量試液，在酒精燈灼燒，并透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色為紫色，可知溶液里含有K+。