Question

由几种离子化合物组成的混合物中含有以下离子中的若干种：K^＋、Cl^－、NH、Mg^2＋、Ba^2＋、CO、SO。将该混合物溶于水后得澄清溶液，现取三份100 mL该溶液分别进行如下实验。

实验序号	实验内容	实验结果
1	加入AgNO3溶液	有白色沉淀生成
2	加入足量NaOH溶液并加热	收集到气体1.12 L(标准状况下)
3	加入足量BaCl2溶液，对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量；再向沉淀中加入足量稀盐酸，然后过滤、洗涤、干燥、称量	第一次称量读数为6.27 g，第二次称量读数为2.33 g

请回答下列问题：

（1）根据实验1对Cl^－是否存在的判断是________(填“一定存在”“一定不存在”或“不能确定”)；根据实验1～3判断原混合物中一定不存在的离子是________。

（2）试确定100 mL溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度(可不填满)。

阴离子符号	物质的量浓度(mol·L^－^1)
_______	___________
______	_______________

（3）K^＋是否存在？________(填“存在”或“不存在”)，判断的理由是____________________。

Answer

不能确定 Ba2＋、Mg2 SO 0.1 CO 0.2 存在 溶液中肯定存在的离子是NH、CO和SO。经计算，100 mL溶液中NH的物质的量为0.05 mol，CO、SO的物质的量分别为0.02 mol、0.01 mol，根据电荷守恒可判断K＋一定存在

【解析】

根据题意，Ba2+和SO42-可发生离子反应生成BaSO4，因此两者不能共存．Ba2+和CO32-可发生离子反应生成BaCO3，因此两者也不能共存，第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生，可能发生Cl-+Ag+═AgCl↓、CO32-+2Ag+═Ag2CO3↓、SO42-+2Ag+═Ag2SO4↓，所以可能含有Cl-、CO32-、SO42-。

第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.05mol，和NaOH溶液加热产生气体的只能是NH4+，而没有沉淀产生说明一定不存在Mg2+。故可确定一定含有NH4+，一定不存在Mg2+。根据反应NH4++OH-═NH3↑+H2O，产生NH3为0.05mol，可得NH4+也为0.05mol；

第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g，部分沉淀溶于盐酸为BaCO3，部分沉淀不溶于盐酸为BaSO4，发生反应CO32-+Ba2+═BaCO3↓、SO42-+Ba2+═BaSO4↓，因为BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O而使BaCO3溶解。因此溶液中一定存在CO32-、SO42-，一定不存在Ba2+。由条件可知BaSO4为2.33g，物质的量为=0.01mol，BaCO3为6.27g-2.33g═3.94g，物质的量为=0.02mol。由上述分析可得，溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，而CO32-、SO42-、NH4+物质的量分别为0.02mol、0.01mol、0.04mol；一定不存在Mg2+、Ba2+；CO32-、SO42-所带负电荷为0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，NH4+所带正电荷为0.05 mol，根据溶液中电荷守恒，可知K+一定存在，K+物质的量≥0.01 mol，当K+物质的量＞0.01 mol时，溶液中还必须含有Cl-；当K+物质的量=0.01 mol时，溶液中不含有Cl-。

（1）实验1加入AgNO3溶液有沉淀产生，可能发生Cl-+Ag+═AgCl↓、CO32-+2Ag+═Ag2CO3↓、SO42-+2Ag+═Ag2SO4↓，所以可能含有Cl-、CO32-、SO42-，实验1不能确定含有Cl-，依据上述分析可知Cl-可能含有；

由上述分析可知，溶液中一定不含有Mg2+、Ba2+；答案为：不能确定；Mg2+、Ba2+；

（2）依据上述分析可知，溶液中一定存在的阴离子为CO32-、SO42-，SO42-物质的量为0.01mol，SO42-物质的量浓度==0.1mol/L，CO32-物质的量为0.02mol，CO32-物质的量浓度为=0.2mol/L，答案为：

阴离子符号

物质的量浓度(mol·L－1)

SO42-（1分）

0.1（2分）

CO32-（1分）

0.2（2分）

（3）溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，一定不存在Mg2+、Ba2+．而CO32-、SO42-、NH4+物质的量分别为0.02mol、0.01mol、0.04mol。CO32-、SO42-所带负电荷分别为0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，NH4+所带正电荷为0.05 mol，根据溶液中电荷守恒，可知K+一定存在，答案为：存在；溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，一定不存在Mg2+、Ba2+．而CO32-、SO42-、NH4+物质的量分别为0.02mol、0.01mol、0.04mol；CO32-、SO42-所带负电荷为0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，NH4+所带正电荷为0.05 mol，根据溶液中电荷守恒，可知K+一定存在。