Question

在Na⁺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：

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盐酸	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	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阳离子是                     。

（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               ，(填“是”或“否”)，若存在求其最小浓度，若不存在说明理由               。

Answer

（1）Ag+、Mg2+、Ba2+ ；

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

（3）

阴离子

NO3-

CO32-

SiO32-

SO42-

c/mol/L

？

0.25

0.4

0

（4）是；其最小浓度为0.8mol/L；

【解析】

试题分析：根据溶液为澄清溶液可知：溶液中含有的离子一定能够能大量共存；由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO32-，其浓度为=0.25mol/L，则一定没有Ag+、Mg2+；由生成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=0.4mol/L；由实验Ⅲ可知溶液中不含SO42-，根据电荷守恒2c(CO32-) + 2c(SiO32-) = 2 × 0.25 mol/L + 2 × 0.4 mol/L = 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0.8mol/L，不能确定NO3-是否存在；

（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0.56L气体，则该溶液中一定含有CO32-、SiO32-，则一定没有Ag+、Mg2+，故答案为：Ag+、Mg2+；

（2）由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-，发生反应SiO32-+2H+=H2SiO3↓，故答案为：SiO32-+2H+=H2SiO3↓；

（3）根据以上计算可知，不能确定NO3-，c(CO32-)=0.25mol/L，c(SiO32-)=0.4mol/L，一定不存在硫酸根离子，所以c(SO42-)=0，故答案为：

阴离子

NO3-

CO32-

SiO32-

SO42-

c/mol•L-1

？

0.25mol/L

0.4mol/

0

（4）根据电荷守恒2c(CO32-)+2c(SiO32-)=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K+，且其浓度至少为0.8mol/L，故答案为：存在，且其最小物质的量浓度为0.8 mol•L-1。

【考点定位】考查物质的检验和鉴别的实验方案设计

【名师点晴】本题考查较综合，涉及离子共存、离子检验及相关物质的量浓度的计算等，注重高频考点的考查，把握离子反应反应条件及常见离子的检验方法为解答的关键，注意电荷守恒判断K+是否存在为解答本题的难点、易错点。