Question

某混合物的水溶液中，只可能含有以下离子中的若干种：K⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Cl^﹣、CO₃^2﹣和SO₄^2﹣．现每次取10.00mL进行实验：

①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生；

②第二份加入足量NaOH后加热，收集到气体0.672L（标准状况下），但整个过程中无沉淀生成．

③第三份加入足量BaCl₂溶液后得干燥沉淀6.63g，沉淀经足量盐酸洗涤，干燥后剩余4.66g．

请回答：

（1）c（CO₃^2﹣）=         mol/L．

（2）K⁺是否存在？           （填“存在”或“不存在”）；若存在，浓度范围是           （若不存在，则不必回答第2问）．

（3）根据以上实验，不能判断哪种离子是否存在？            ，若存在，这种离子如何进行检验？                            ．

Answer

（1）1mol/L（2）存在；c(K+)≥3mol/L；

（3）不能判断Cl-是否存在；取少量溶液于试管中，滴加过量Ba(NO3)2溶液后，取上层清夜，再滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀，则证明有Cl-

【解析】

试题分析：根据①判断：溶液中可能含有Cl-、CO32-、SO42-。根据②判断，该溶液中不含Mg2+、Fe3+、Al3+三种离子，含有NH4+。根据③判断，该溶液中含有CO32-和SO42-离子。

（1）根据实验③现象，酸洗涤沉淀前后，质量减少，减少的质量为碳酸钡的质量，

Ba2++CO32-＝BaCO3↓

1mol 197g

0.01mol （6.63-4.66）g，

所以碳酸根的物质的量浓度＝0.01mol÷0.01L＝1.0mol/L；

（2）根据③现象，酸洗涤沉淀后沉淀的质量为硫酸钡的质量，则硫酸根的物质的量是4.66g÷233g/mol＝0.02mol；铵根离子的物质的量为0.672L÷22.4L/mol＝0.03mol，根据溶液中阴阳离子所带电荷相等可知钾离子一定存在；一个硫酸根离子、一个碳酸根离子都各带两个单位的负电荷，一个铵根离子、一个钾离子各带一个单位的正电荷，设其物质的量为xmol，根据溶液中阴阳离子所带电荷相等列方程式，0.01mol×2+0.02mol×2=0.03mol×1+xmol×1，解得x=0.03，所以钾离子的物质的量浓度＝0.03mol÷0.01L＝3mol/L，由于氯离子不能确定，则钾离子的浓度范围是c(K+)≥3mol/L；

（3）根据①不能判断氯离子是否存在；氯离子和银离子反应生成白色沉淀，且该沉淀不溶于水和硝酸，所以可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验，但先排除硫酸根离子的干扰。即，取少量原试液，加足量硝酸钡溶液过滤，取滤液加足量稀硝酸和硝酸银溶液，若有沉淀证明存在氯离子，否则无氯离子。

【考点定位】考查了离子的检验方法和离子共存

【名师点晴】根据离子的特征反应及离子间的共存情况，进行离子推断时要遵循以下三条原则：（1）互斥性原则。判断出一定有某种离子存在时，将不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没有的离子。（2）电中性原则。溶液呈电中性，溶液中一定有阳离子和阴离子，不可能只有阳离子或阴离子。（3）进出性原则。离子检验时，加入试剂会引入新的离子，某些离子在实验过程中可能消失(如溶液中的AlO在酸过量时转化为Al3＋)，则原溶液中是否存在该种离子无法判断。解答时，首先，必须以扎实全面的基础知识作后盾。扎实全面的基础知识是考生认真、准确解答试题的前提和基础。例如考生要对离子的性质、离子的特征、离子间的反应关系要有准确全面的认识。其次，必须要有正确清晰的解题思路和正确灵活的解题方法。