Question

（14分）

某混合物的水溶液，可能含有以下离子中的若干种：K^＋、Al^3＋、Fe^3＋、Mg^2＋、Ba^2＋、NH、Cl^－、CO、SO，现分别取100 mL的两等份溶液进行如下实验：

①第一份加过量NaOH溶液后加热，收集到0.02 mol气体，无沉淀生成，同时得到溶液甲。

②向甲溶液中通入过量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。

③第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，得到11.65 g固体。

依据实验回答下列问题：

（1）由①可知一定存在的离子为        ，其浓度为        mol·L^-1。

（2）写出②中产生沉淀的离子方程式        。

（3）由③可知一定存在的离子为        ，其浓度为        mol·L^-1。

（4）综合上面三个实验，该混合物的水溶液中一定不存在的离子是        （填离子符号）。

（5）某同学通过分析认为该溶液中一定存在K^＋，他的理由是        。

Answer

（14分，每空2分）

（1） NH4+ 0.2

（2） AlO2— + CO2(过) + 2H2O = Al(OH)3↓ + HCO3 —

（3） SO42- . 0.5

（4） Fe3+、Mg2+、Ba2+、CO32-

（5） 已知的NH4+、Al3+的正电荷总量小于SO42-负电荷总量 ，依据电荷守恒，一定有K+ 存在

【解析】

试题分析：（1）①中与氢氧化钠共热产生气体的溶液中一定含有NH4+，所以100mL的溶液中含有NH4+的物质的量浓度是0.02mol/0.1L=0.2mol/L；该过程无沉淀产生，说明不存在Fe3＋、Mg2＋；

（2）②向甲溶液中通入过量CO2，因为甲溶液中存在过量的氢氧化钠，所以通入二氧化碳后产生沉淀，则该沉淀一定是氢氧化铝沉淀，加入的氢氧化钠溶液使铝离子转化为偏铝酸根离子，二氧化碳与偏铝酸根离子反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢根离子，发生的离子方程式为AlO2— + CO2(过) + 2H2O = Al(OH)3↓ + HCO3 —，说明原溶液中存在Al3＋，则一定不存在CO32-；1.02g固体为氢氧化铝分解得到的氧化铝的质量，所以铝离子的浓度为1.02g/102g/mol×2/0.1L=0.2mol/L；

（3）第二份加足量BaCl2溶液后，生成白色沉淀，不溶于盐酸，则该沉淀只能是硫酸钡沉淀，说明原溶液中存在SO42-，则与硫酸根离子反应的Ba2+一定不存在；硫酸钡的质量是1.02g，则SO42-的物质的量浓度是11.65g/233g/mol/0.1L=0.5mol/L；

（4）根据以上分析，该溶液中一定不存在的离子是Fe3+、Mg2+、Ba2+、CO32-；

（5）根据电荷守恒，一定存在的离子中，c(NH4+)+3c(Al3＋)=0.8mol/L<2n(SO42-)=1.0mol/L，所以溶液中一定还存在阳离子，则K+一定存在。

考点：考查溶液中离子的定性与定量的判断