Question

有1L的无色溶液可能含有阳离子是K⁺、Cu²⁺、Ca²⁺，含有的阴离子可能Cl^﹣、CO₃^2-、SO₄^2- 现做以下实验：

①取50ml的溶液在大烧杯中加入中，向溶液中加入过量的BaCl₂溶液振荡，有白色沉淀生成；过滤，干燥，烘干后得4.30g固体

②将所得白色固体配成悬浊液后加入过量稀硝酸，白色沉淀部分消失，并有气泡产生；将剩余固体过滤干燥后称量得到2.33g

③取少量①实验后上层清液滴入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成。

（1）根据上述实验现象，判断原溶液中肯定不含有______________，一定含有______________可能含有____________，请设计方案证明：__________________________________________ 。

（2）写出一定发生的离子方程式：_________________________________________，

_______________________________________，___________________________________。

（3）若经证明没有Cl^﹣则该溶液中的K⁺的物质的量浓度是：_____________________。

Answer

Cu2+ Ca2+ K+、CO32-、SO42- Cl﹣ 取一定量的原溶液于烧杯中，加入过量的Ba（NO3）2溶液使CO32-、SO42-完全沉淀后取上层清液于试管中加入AgNO3溶液，若有白色沉淀则有Cl﹣：若无白色沉淀则无 CO32- + Ba2+ 〓 BaCO3 ↓ SO42- + Ba2+ 〓 BaSO4 ↓ BaCO3 + 2 H+ 〓 Ba2+ + CO2↑+ H2O 0.8 mol/L

【解析】溶液无色，一定不存在铜离子；①取50ml的溶液在大烧杯中加入中，向溶液中加入过量的BaCl2溶液振荡，有白色沉淀生成；过滤，干燥，烘干后得4.30g固体，说明碳酸根和硫酸根至少含有一种；②将所得白色固体配成悬浊液后加入过量稀硝酸，白色沉淀部分消失，并有气泡产生；将剩余固体过滤干燥后称量得到2.33g，说明白色沉淀是碳酸钡和硫酸钡的混合物，则一定存在碳酸根和硫酸根，因此一定不存在钙离子，根据溶液显电中性可知一定存在钾离子；③取少量①实验后上层清液滴入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，白色沉淀是氯化银，但引入了氯化钡，所以不能确定是否含有氯离子。

（1）根据上述实验现象，判断原溶液中肯定不含有Cu2+、 Ca2+，一定含有K+、CO32-、SO42-，可能含有氯离子，证明含有氯离子的实验方案是：取一定量的原溶液于烧杯中，加入过量的Ba（NO3）2溶液使CO32-、SO42-完全沉淀后取上层清液于试管中加入AgNO3溶液，若有白色沉淀则有Cl﹣，若无白色沉淀则无。（2）根据以上分析可知一定发生的离子方程式为：CO32-+Ba2+＝BaCO3↓、SO42-+Ba2+＝BaSO4↓、BaCO3 +2H+＝Ba2++CO2↑+H2O。（3）硫酸钡的物质的量是2.33g/233g/mol=0.01mol，碳酸钡质量＝4.30g-2.33g=1.97g，物质的量是0.01mol，根据电荷守恒可知若经证明没有Cl﹣则该溶液中的K+的物质的量是0.004mol，浓度是0.04mol÷0.05L=0.8mol/L。