Question

在Na⁺濃度為0.5mol?L^-1的某澄清溶液中，還可能含有下表中的若干種離子．

陽離子	K+　Ag+　Mg2+　Ba2+
陰離子	NO3-　CO32-　SiO32-　SO42-

現取該溶液100mL進行如下實驗（氣體體積均在標準狀況下測定）．請回答下列問題．

序號	實驗內容	實驗結果
Ⅰ	向該溶液中 加入足量稀鹽酸	產生白色沉淀并放出標準狀況下0.56 L氣體
Ⅱ	將Ⅰ的反應混合液過濾，對沉淀洗滌、灼燒至恒重，稱量所得固體質量	固體質量為2.4 g
Ⅲ	向Ⅱ的濾液中滴加BaCl2溶液	無明顯現象

（1）實驗Ⅰ能確定一定不存在的離子是

 

．
（2）實驗Ⅰ中與足量鹽酸反應產生氣體的陰離子，與少量鹽酸也能反應，寫出與少量鹽酸反應的離子方程式為

 

．
（3）通過實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要計算，填寫下表中陰離子的濃度（能計算出的，填寫計算結果，一定不存在的離子填“0”，不能確定是否存在的離子填“？”）．

陰離子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol?L-1

（4）判斷K⁺是否存在，若存在求其最小濃度，若不存在說明理由：

 

．

Answer 1

考點：常見離子的檢驗方法

專題：

分析：由題意知溶液為澄清溶液，因此溶液中含有的離子必須能大量共存．由實驗Ⅰ可知，該溶液中一定含有CO₃^2-，其濃度為

0.56L 22.4L/mol

0.1L

=0.25mol/L，則一定沒有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；由生成白色沉淀判斷溶液中一定含有SiO₃^2-，發(fā)生反應SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，SiO₃^2-的濃度為

2.4g 60g/mol

0.1L

=0.4mol/L．由實驗Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2-，根據電荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SiO₃^2-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K⁺，且其濃度至少為0.8mol/L，不能確定NO₃^-是否存在．

解答： 解：由題意知溶液為澄清溶液，因此溶液中含有的離子必須能大量共存．由實驗Ⅰ可知，該溶液中一定含有CO₃^2-，其濃度為

0.56L 22.4L/mol

0.1L

=0.25mol/L，則一定沒有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；由生成白色沉淀判斷溶液中一定含有SiO₃^2-，發(fā)生反應SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，SiO₃^2-的濃度為

2.4g 60g/mol

0.1L

=0.4mol/L．由實驗Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2-，根據電荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SiO₃^2-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K⁺，且其濃度至少為0.8mol/L，不能確定NO₃^-是否存在，
（1）由實驗Ⅰ可知，加入足量稀鹽酸生成白色沉淀并在標準狀況下放出0.56L氣體，則該溶液中一定含有CO₃^2-、SiO₃^2-，則一定沒有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺，
故答案為：Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；
（2）實驗Ⅰ中與足量鹽酸反應產生氣體的陰離子為CO₃^2-，與少量鹽酸反應生成HCO₃^-，若與足量鹽酸反應生成二氧化碳和水，故反應離子方程式為CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；
故答案為：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；
（3）通過上述分析計算可知，

陰離子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol?L-1	？	0.25	0.4	0

故答案為：

陰離子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol?L-1	？	0.25	0.4	0

（4）根據電荷守恒2c（CO₃^2-+）+2c（SiO₃^2-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K⁺，且其濃度至少為0.8mol/L，
故答案為：存在，其濃度至少為0.8mol/L．

點評：本題考查離子共存等，難度中等，注意掌握離子反應，根據電荷守恒判斷K⁺是否存在，是本題的難點、易錯點，難度中等．