Question

7．某混合物澄清透明的水溶液中，可能含有以下離子中若干種：K⁺、Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，現每次取該溶液100.00ml溶液進行以下實驗：
①第一份加入AgNO₃溶液發現有沉淀生成；
②第二份加足量BaCl₂溶液生成沉淀，洗滌后干燥
得沉淀6.27g，再將該沉淀加入足量鹽酸溶解后再過濾洗滌干燥得沉淀2.33g．
請回答下列問題：
（1）根據以上實驗判斷，原溶液中一定不存在的
離子是Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，可能存在的離子是Cl^-．
（2）原溶液中一定存在的陽離子是K⁺，其物質的量濃度至少為0.6 mol/l．
（3）原溶液中一定存在的陰離子是CO₃^2-、SO₄^2-，其物質的量濃度分別為0.2 mol/l、
0.1mol/l．．

Answer 1

分析 根據實驗①現象可知，該溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
根據實驗②現象判斷，該溶液中含一定含有CO₃^2-和SO₄^2-離子，則一定不含Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，依據溶液電中性原則，判斷一定含有K⁺；據此解答各小題．

解答 解：①第一份加入AgNO₃溶液發現有沉淀生成：該溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份加足量BaCl₂溶液生成沉淀，洗滌后干燥得沉淀6.27g，再將該沉淀加入足量鹽酸溶解后再過濾洗滌干燥得沉淀2.33g：2.33g白色沉淀為硫酸鋇，物質的量為：$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol；溶解的沉淀為只能為碳酸鋇，其物質的量為：$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol，則該溶液中含一定含有CO₃^2-和SO₄^2-離子，根據離子共存可知一定不含Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺；
溶液一定為電中性的，則原溶液中一定含有K⁺，
（1）根據分析可知，原溶液中一定不存在的離子是Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，可能存在的離子是Cl^-，
故答案為：Ca²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺；Cl^-；
（2）根據溶液電中性可知，鉀離子的物質的量至少為：0.02mol×2+0.01mol×2=0.06mol，鉀離子的濃度至少為：$\frac{0.06mol}{0.1L}$=0.6mol/L，
故答案為：K⁺；0.6．
（3）原溶液中一定存在0.01molSO₄^2-、0.02molCO₃^2-，濃度分別為：c（CO₃^2-）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，c（SO₄^2-）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，
故答案為：CO₃^2-、SO₄^2-；0.2；0.1．

點評 本題考查了常見離子的檢驗方法，題目難度中等，明確常見離子的性質為解答關鍵，注意掌握常見離子的檢驗方法，試題側重考查學生的分析能力及邏輯推理能力，根據溶液電中性判斷鉀離子的存在情況為易錯點．