Question

【題目】由幾種離子化合物組成的混合物中含有以下離子中的若干種：K＋、Cl－、NH、Mg2＋、Ba2＋、CO、SO。將該混合物溶于水后得澄清溶液，現取三份100 mL該溶液分別進行如下實驗。

實驗序號	實驗內容	實驗結果
1	加入AgNO3溶液	有白色沉淀生成
2	加入足量NaOH溶液并加熱	收集到氣體1.12 L(標準狀況下)
3	加入足量BaCl2溶液，對所得沉淀進行洗滌、干燥、稱量；再向沉淀中加入足量稀鹽酸，然后過濾、洗滌、干燥、稱量	第一次稱量讀數為6.27 g，第二次稱量讀數為2.33 g

請回答下列問題：

（1）根據實驗1對Cl－是否存在的判斷是________(填“一定存在”“一定不存在”或“不能確定”)；根據實驗1～3判斷原混合物中一定不存在的離子是________。

（2）試確定100 mL溶液中一定存在的陰離子及其物質的量濃度(可不填滿)。

陰離子符號	物質的量濃度(mol·L－1)
_______	___________
______	_______________

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

Answer 1

【答案】 不能確定 Ba2＋、Mg2 SO 0.1 CO 0.2 存在 溶液中肯定存在的離子是NH、CO和SO。經計算，100 mL溶液中NH的物質的量為0.05 mol，CO、SO的物質的量分別為0.02 mol、0.01 mol，根據電荷守恒可判斷K＋一定存在

【解析】試題分析：根據題意，Ba2+和SO42-，可發生離子反應生成BaSO4↓，因此兩者不能共存．Ba2+和CO32-可發生離子反應生成BaCO3↓，因此兩者也不能共存，第一份加入AgNO3溶液有沉淀產生，可能發生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溶液加熱后，收集到氣體0.05mol，和NaOH溶液加熱產生氣體的只能是NH4+，而沒有沉淀產生說明一定不存在Mg2+．故可確定一定含有NH4+，一定不存在Mg2+．根據反應NH4++OH-═NH3↑+H2O，產生NH3為0.05mol，可得NH4+也為0.05mol；第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，經足量鹽酸洗滌．干燥后，沉淀質量為2.33g．部分沉淀溶于鹽酸為BaCO3，部分沉淀不溶于鹽酸為BaSO4，發生反應CO32-+Ba2+═BaCO3↓、SO42-+Ba2+═BaSO4↓，因為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+．由條件可知BaSO4為2.33g，物質的量為=0.01mol，BaCO3為6.27g-2.33g═3.94g，物質的量為=0.02mol．由上述分析可得，溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，而CO32-、SO42-、NH4+物質的量分別為0.02mol、0.01mol、0.04mol；一定不存在Mg2+、Ba2+；CO32-、SO42-所帶負電荷為0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，NH4+所帶正電荷為0.05 mol，根據溶液中電荷守恒，可知K+一定存在，K+物質的量≥0.01 mol，當K+物質的量＞0.01 mol時，溶液中還必須含有Cl-；當K+物質的量="0.01" mol時，溶液中不含有Cl-；

（1）實驗1加入AgNO3溶液有沉淀產生，可能發生Cl-+Ag+═AgCl↓、CO32-+2Ag+═Ag2CO3↓、SO42-+2Ag+═Ag2SO4↓，所以可能含有Cl-、CO32-、SO42-，實驗1不能確定含有Cl-，依據上述分析可知Cl-可能含有；

由上述分析可知，溶液中一定不含有Mg2+、Ba2+；答案為：不能確定；Mg2+、Ba2+；

（2）依據上述分析可知，溶液中一定存在的陰離子為CO32-、SO42-，

SO42-物質的量為0.01mol，SO42-物質的量濃度==0.1mol/L，

CO32-物質的量為0.02mol，CO32-物質的量濃度為=0.2mol/L，答案為：

陰離子符號	物質的量濃度(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+物質的量分別為0.02mol、0.01mol、0.04mol．CO32-、SO42-所帶負電荷分別為0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，NH4+所帶正電荷為0.05 mol，根據溶液中電荷守恒，可知K+一定存在，答案為：存在；溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+，一定不存在Mg2+、Ba2+．而CO32-、SO42-、NH4+物質的量分別為0.02mol、0.01mol、0.04mol；CO32-、SO42-所帶負電荷為0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，NH4+所帶正電荷為0.05 mol，根據溶液中電荷守恒，可知K+一定存在。