Question

在钠离子浓度为0.5mol/L的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子。（已知硅酸为不溶于水的胶状沉淀，加热时易分解为两种氧化物）

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

现取该溶液100mL进行如下实验（气体体积均在标准状况下测定）。

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0.56L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2.4g
Ⅲ	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	无明显现象

请回答下列问题。

（1）实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是        。

（2）实验Ⅰ中生成气体的离子方程式为                 。

（3）通过实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ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

Answer

（每空2分，共12分）

（1）Ag+ Ca2+ Ba2+ （2）CO32-+2H+=CO2+H2O

（3）

阴离子

NO3-

CO32-

SiO32-

SO42-

c/mol/L

?

0.25

0.4

0

【解析】

试题分析：（1）根据溶液为澄清液可知：溶液中含有的离子一定能够大量共存；由实验I可知，该溶液中一定含有碳酸根离子，其浓度为0.56/22.4/0.1=0.25mol/L，则一定没有银离子、钙离子、钡离子。（2）碳酸根离子和氢离子反应生成二氧化碳和水，离子方程式为：CO32-+2H+=CO2+H2O。（3）加入盐酸生成白色沉淀，说明白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-，发生反应SiO32-+2H+=H2SiO3↓，硅酸加热分解生成二氧化硅，固体质量为2.4g为二氧化硅的质量，根据硅原子守恒，SiO32-的浓度为2.4/60/0.1=0.4 mol/L；有实验Ⅲ可知溶液中不含SO42-，根据电荷守恒2c（碳酸根离子）+2c（硅酸根离子）=2×0.25+2×0.4=1.3 mol/L>0.5 mol/L，因此溶液中一定含有K+，且其浓度至少为0.8 mol/L，不能确定NO3-的存在。

考点： 常见离子检验

【名师点睛】常用的离子检验的方法有：

1、颜色：铜离子为蓝色、铁离子为浅黄色、亚铁离子为浅绿色，高锰酸根离子为紫色。

2、硫酸根离子：加入盐酸酸化，再加入氯化钡溶液，产生白色沉淀。

3、离子：加入稀硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，产生白色沉淀。

4、碳酸根离子：加入氯化钙，产生白色沉淀，沉淀溶于盐酸产生无色无味的能使澄清的石灰水变浑浊的气体。

5、铝离子：加入氢氧化钠溶液，先产生沉淀后沉淀溶解。