Question

某混合物的水溶液中，只可能含有以下離子中的若干種：K⁺、Ca²⁺、NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-和SO₄^2-．現每次取100.00mL進行實驗：
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生；
②第二份加入足量NaOH后加熱，收集到氣體0.896L（標準狀況下）
③第三份加入足量BaCl₂溶液后得干燥沉淀6.27g，沉淀經足量鹽酸洗滌，干燥后剩余2.33g．
請回答：（1）c（CO₃^2-）=

 

．
（2）K⁺是否存在？

 

；若存在，濃度范圍是 （若不存在，則不必回答第2問）

 

．

Answer 1

考點：常見陽離子的檢驗,常見陰離子的檢驗

專題：物質檢驗鑒別題

分析：先根據實驗現象判斷溶液中存在的離子，不存在的離子，可能存在的離子．
（1）先判斷③中酸洗滌前后質量減少的量的成分，再根據減少的沉淀的量計算碳酸根離子的濃度．
（2）先確定實驗③中酸洗后沉淀的成分，計算硫酸根離子的物質的量，根據氨氣的體積計算銨根離子的物質的量，再根據溶液中陰陽離子所帶電荷相等，判斷鉀離子是否存在；若存在，根據陰陽離子的電荷相等，求出鉀離子的物質的量，再根據物質的量濃度公式計算鉀離子的物質的量濃度．

解答： 解：根據實驗①現象判斷：該溶液中可能含有Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，
根據實驗②現象判斷，該溶液中含有NH₄⁺，
根據實驗③現象判斷，該溶液中含有CO₃^2-和SO₄^2-離子，不含Ca²⁺，
（1）根據實驗③現象，酸洗滌沉淀前后，質量減少，減少的質量為碳酸鋇的質量，
Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓
1mol       197g
0.02mol （6.27-2.33）g，
碳酸根的物質的量濃度=

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L
故答案為：0.2mol/L；
（2）根據實驗③現象，酸洗滌沉淀后沉淀的質量為硫酸鋇的質量．
Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓
1mol     233g
0.01mol 2.33g
銨根離子的物質的量為
NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O
1mol       22.4L
0.04m0l  0.896L
根據溶液中陰陽離子所帶電荷相等得，鉀離子存在；一個氯離子帶一個單位的負電荷，一個硫酸根離子、一個碳酸根離子都各帶兩個單位的負電荷，一個銨根離子、一個鉀離子各帶一個單位的正電荷，
根據溶液中陰陽離子所帶電荷相等列方程式，
0.02mol×2+0.01mol×2+n（Cl^-）×1=0.04m0l×1+n（K⁺）×1
n（K⁺）=0.02mol+n（Cl^-），因氯離子不能確定是否存在，故
鉀離子的物質的量濃度≥

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L
故答案為：存在；≥0.2mol/L．

點評：本題考查了離子的檢驗方法和離子共存知識，利用陰陽離子所帶電荷相等是解（2）的關鍵．