Question

(12分)某混合物的水溶液，可能含有以下离子中的若干种:K^＋、NH₄^＋、Al^3＋、Ba^2＋、CO₃^2－、SO₄^2－、Cl^－、Br^－。现分别取100 mL的三等份溶液进行如下实验:

①第一份加过量浓NaOH溶液加热后，收集到气体0．02 mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲。再向甲溶液中通人过量的CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、干燥、灼烧后，得到1．02 g固体。

②第二份加足量盐酸酸化的BaC1₂溶液，经过滤、洗涤、干燥后，得到沉淀的质量为11．65 g,

③第三份加CCl₄，滴加少量氯水，振荡后静置, CCl₄层未变红色;

依据实验回答下列问题:

（1）分析上述实验，写出每一实验可以确定离子一定存在或不存在的种类。

实验①可以确定:一定存在的离子有__________，一定不存在的离子有___________;

实验②可以确定:一定存在的离子有___________________，一定不存在的离子有________;

实验③可以确定:一定不存在的离子有_____________________。

（2）试通过分析与计算，原溶液中K⁺的物质的量浓度为____________mol·L^-1。

Answer

（12分）（1）

实验①可以确定：一定存在的离子有 NH4＋、Al3+，一定不存在的离子有 CO32- ；

实验②可以确定：一定存在的离子有 SO42－ ，一定不存在的离子有 Ba2+ ；

实验③可以确定： 一定不存在的离子有 Br- 。

（2）K+的物质的量浓度： ≥ 0．2mol·L‾1。 （每空各2分）

【解析】

试题分析：（1）①中与氢氧化钠反应产生气体的离子只有铵根离子，所以原溶液中一定含有NH4＋，且NH4＋的物质的量是0．02mol；向甲溶液中通人过量的CO2，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、干燥、灼烧后，得到1．02 g固体，说明该溶液中一定存在Al3+，加入的过量的氢氧化钠使铝离子以偏铝酸根离子存在，通入二氧化碳后，产生氢氧化铝沉淀，氢氧化铝灼烧后得到氧化铝，所以氧化铝的物质的量是1．02g/102g/mol=0．01mol，则Al3+的物质的量是0．02mol；因为存在铝离子，所以与铝离子不能共存的离子碳酸根离子一定不存在；

实验②：第二份加足量盐酸酸化的BaC12溶液，经过滤、洗涤、干燥后，得到沉淀的质量为11．65 g，说明原溶液中一定存在SO42-，11．65g是硫酸钡的质量，则硫酸根离子的物质的量是11．65g/233g/mol=0．05mol；因为存在硫酸根离子，所以一定不存在Ba2+；

③第三份加CCl4，滴加少量氯水，振荡后静置, CCl4层未变红色,说明原溶液中一定不存在Br-，根据电荷守恒，n(NH4＋)+3n(Al3+)=0．02+0．06=0．08<2n(SO42-)=0．10，所以原溶液中一定存在K+；

（2）因为不能确定氯离子是否存在，所以100mL溶液中K+的物质的量浓度大于或等于（0．10-0．08）mol/0．1L =0．2mol·L‾1，即原溶液中K+的物质的量浓度为≥ 0．2mol·L‾1。

考点：考查溶液中离子成分的鉴定，电荷守恒规律的应用