Question

【題目】某固體混合物中，可能含有下列離子中的幾種：K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Cl-、SO42-、CO32-，將該混合物溶于水后得澄清溶液，現取三份各100mL該溶液分別進行如下實驗：

（1）在一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成；

（2）在另一份溶液中加入足量的NaOH溶液并加熱，收集到1．12L氣體（標準狀況下）；

（3）在第三份溶液中加入足量的BaCl2溶液有沉淀生成，經稱量其質量為6．27g，在該沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀部分溶解，剩余固體質量為2．33g。

根據上述實驗回答下列問題：

①溶液中一定不存在的離子是____________；

②溶液中一定存在的陰離子有________，其物質的量濃度分別為__________；

③推斷K+是否存在并說理由：_________。

Answer 1

【答案】Ba2+、Mg2+??? CO32-、SO42-??? c(SO42-)=0.1mol/L、c(CO32-)=0.2mol/L??? 存在，經過計算可知，只有存在K+溶液中的離子電荷才能守恒???

【解析】

某固體混合物中，可能含有下列離子中的幾種：K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Cl-、SO42-、CO32-，將該混合物溶于水后得澄清溶液，由于CO32-與Mg2+、Ba2+會發生沉淀反應而不能大量共存，因此若存在CO32-，就不含有Mg2+、Ba2+；SO42-與Ba2+也會發生沉淀反應而不能大量共存。

（1）在一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，說明可能有SO42-、CO32-、Cl-中的至少一種微粒；

（2）在另一份溶液中加入足量的NaOH溶液并加熱，收集到1.12L標準狀況下氣體，說明含有NH4+，根據N元素守恒可知n(NH4+)=1.12L÷22.4L/mol=0.05mol；在第三份溶液中加入足量的BaCl2溶液有沉淀生成，經稱量其質量為6.27g，在該沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀部分溶解，剩余固體質量為2.33g。說明含有SO42-，其物質的量是n(SO42-)=2.33g÷233g/mol=0．01mol，含有CO32-離子，其物質的量是n(CO32-)= (6.27g-2.33g) ÷197g/mol=0.02mol。在該溶液中一定含有CO32-、SO42-， CO32-與Mg2+、Ba2+會發生沉淀反應而不能大量共存，SO42-與Ba2+會發生沉淀反應而不能大量共存，因此一定不含有Mg2+、Ba2+；

①通過上述分析與計算可知，在溶液中一定不存在的離子是Ba2+、Mg2+；

②溶液中一定存在的陰離子有CO32-、SO42- +；它們的濃度分別是c(SO42-)=0．01mol÷0．1L=0．1mol/L；c(CO32-)=0．02mol÷0．1L=0．2mol/L；

③溶液中一定存在的離子有CO32-、SO42-、NH4+；其中陽離子帶有的正電荷總數是0．05mol×1=0．05mol；陰離子帶有的負電荷總數是0．01mol×2+0．02mol×2=0．06mol，大于陽離子帶有的正電荷總數，因此該溶液中一定還含有其它陽離子。由于Mg2+、Ba2+不存在，因此一定含有K+。