Question

（11分）在Na⁺浓度为0.9mol/L的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子：

阳离子	K^+、Ag^+、Mg^2+、Ba^2+
阴离子	NO3^-、CO3^2-、SiO3^2-、SO4^2-

取该溶液100mL进行如下实验（气体体积在标准状况下测定）：

序号	实验内容	实验结果
Ⅰ	向该溶液中加入足量稀HCl	产生白色沉淀并放出1.12L气体
Ⅱ	将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量	固体质量为3.6g
Ⅲ	在Ⅱ的滤液中滴加BaC12溶液	无明显现象

试回答下列问题：

（1）实验I能确定一定不存在的离子是               。

（2）实验I中生成沉淀的离子方程式为            。

（3）通过实验I、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写下表中阴离子的浓度（能计算出的，填写计算结果，一定不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”）

阴离子	NO3^-	CO3^2-	SiO3^2-	SO4^2-
c/mol·L^-1

（4）判断K⁺是否存在         ，若存在求其最小浓度，若不存在说明理由          。

Answer

（11分）

（1）Ag+、Mg2+、Ba2+ （3分）

（2）SiO32- + 2H+ === H2SiO3↓（或SiO32-+ 2H+ + H2O === H4SiO4↓）（2分）

（3）（4分）

阴离子

NO3-

CO32-

SiO32-

SO42-

c/mol/L

？

0.5

0.6

0

（4）存在，其最小浓度为1.3mol/L （2分

【解析】

试题分析：由题意知溶液为澄清溶液，因此溶液中含有的离子必须能大量共存。由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO32-。与盐酸反应生成CO2的物质的量＝1.12L÷22.4L/mol＝0.05mol，则根据碳原子守恒可知，CO32－的浓度其浓度为＝0.05mol÷0.1L＝0.5mol/L。溶液中含有CO32－，则一定没有Ag+、Mg2+、Ba2+；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-，发生反应SiO32-+2H+＝H2SiO3↓。根据实验Ⅱ可知，3.6g是固体是二氧化硅，其物质的量＝3.6g÷60g/mol＝0.06mol。则根据硅原子守恒可知SiO32-的浓度为0.06mol÷0.1L＝0.6mol/L。由实验Ⅲ可知溶液中不含SO42-，根据电荷守恒2c（CO32-）+2c（SiO32-）＝2×0.5mol/L+2×0.6mol/L＝2.2mol/L＞0.9mol/L，因此溶液中一定含有K+。由于不能确定NO3-是否存在，所以K＋浓度至少为2.2mol/L—0.9mol/L=1.3mol/L。

（1）由实验Ⅰ可知，加入足量稀盐酸生成白色沉淀并在标准状况下放出1.12L气体，则该溶液中一定含有CO32-、SiO32-，则一定没有Ag+、Mg2+、Ba2+。

（2）实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为：SiO32-+2H+＝H2SiO3↓。

（3）通过上述分析计算可知，

阴离子

NO3-

CO32-

SiO32-

SO42-

c/mol/L

？

0.5

0.6

0

（4）根据电荷守恒2c（CO32-）+2c（SiO32-）＝2×0.5mol/L+2×0.6mol/L＝2.2mol/L＞0.9mol/L，因此溶液中一定含有K+。由于不能确定NO3-是否存在，所以K＋浓度至少为1.3mol/L。

考点：混合溶液的成分确定，重点考查物质的量浓度计算及电荷守恒定律的应用。