Question

（10分）今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-，现取三份100mL溶液进行如下实验：

①第一份溶液加入硝酸银溶液有沉淀生成

②第二份加入过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.02mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲。

③在第二份所得的甲溶液中通入过量的CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02g。

④第三份溶液加入足量BaCl₂溶液后，得到白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g。

根据上述实验回答：

（1）一定不存在的离子是             。

（2）试确定一定存在的阴离子及其浓度（可不填满）

离子符号         ，浓度                    。

离子符号         ，浓度                    。

（3）试确定K⁺是否存在        （填“是”或“否”）理由是：                                。

Answer

（10分，每空2分）

（1）Fe3+、Mg2+、Ba2+（2）SO42- 0.5mol•L‾1

（ 3）是 溶液中肯定存在的离子是、NH4+、Al3+、SO42-，经计算NH4+和Al3+的物质的量都是0.02mol，SO42-的物质的量是0.05mol。根据电荷守恒，K+一定存在。

【解析】

试题分析：第二份加入过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.02mol，该气体为氨气，则原溶液一定含有NH4+，NH4+物质的量为0.02mol，无沉淀生成，则原溶液一定不含Fe3+、Mg2+；在第二份所得的甲溶液中通入过量的CO2，生成白色沉淀，该沉淀为Al(OH)3，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，得到Al2O3，质量为1.02g，物质的量为0.01mol；根据铝元素守恒，原溶液含Al3+物质的量为0.02mol；第三份溶液加入足量BaCl2溶液后，得到白色沉淀，为BaSO4沉淀，质量为11.65g，所以原溶液含有SO42‾，物质的量为：11.65g÷233g/mol=0.05mol，则原溶液一定不含Ba2+；n（NH4+）+3n（Al3+）=0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，2n（SO42‾）=0.1mol，根据电荷守恒，原溶液一定含有K+，因为不确定原溶液是否含有Cl‾，所以K+的最小物质的量为0.02mol。

（1）根据上述分析，一定不存在的离子是：Fe3+、Mg2+、Ba2+。

（2）肯定存在的阴离子为： SO42‾，SO42‾物质的量为0.05mol，则c（SO42‾）=0.05mol÷0.1L=0.5mol•L‾1。

（3）根据电荷守恒，溶液中肯定存在的离子是、NH4+、Al3+、SO42-，经计算NH4+和Al3+的物质的量都是0.02mol，SO42-的物质的量是0.05mol。根据电荷守恒，K+一定存在。

考点：本题考查离子的检验及推断、化学计算。