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^﹣、CO₃^2﹣、SiO₃^2﹣、SO₄^2﹣

現(xiàn)取該溶液100mL進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)（氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定）．

序號(hào)  實(shí)驗(yàn)內(nèi)容                                     實(shí)驗(yàn)結(jié)果

Ⅰ    向該溶液中加入足量稀鹽酸                     產(chǎn)生白色沉淀并放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.56L氣體

Ⅱ    將Ⅰ的反應(yīng)混合液過濾，對(duì)沉淀洗滌、灼燒至恒重，稱量所得固體質(zhì)量    固體質(zhì)量為2.4g

Ⅲ    向Ⅱ的濾液中滴加BaCl₂溶液                    無明顯現(xiàn)象

請(qǐng)回答下列問題．

（1）實(shí)驗(yàn)Ⅱ，混合液過濾后如何洗滌沉淀？         ．

（2）澄清溶液中一定不存在的離子是      ．

（3）通過實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要計(jì)算，填寫表中陰離子的物質(zhì)的量濃度（能計(jì)算出結(jié)果的填寫計(jì)算結(jié)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^﹣      CO₃^2﹣     SiO₃^2﹣      SO₄^2﹣

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，請(qǐng)說明理由：    ．

Answer 1

考點(diǎn)：  常見離子的檢驗(yàn)方法．

分析：  由題意“溶液為澄清溶液”可知：溶液中含有的離子一定能夠大量共存；由實(shí)驗(yàn)Ⅰ可知，該溶液中一定含有CO₃^2﹣，其濃度為=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(yīng)SiO₃^2﹣+2H⁺=H₂SiO₃↓，硅酸加熱分解生成二氧化硅，固體質(zhì)量為2.4g為二氧化硅的質(zhì)量，根據(jù)硅原子守恒，SiO₃^2﹣的濃度為：=0.4mol/L；由實(shí)驗(yàn)Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2﹣，根據(jù)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，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答：  解：根據(jù)溶液為澄清溶液可知：溶液中含有的離子一定能夠大量共存；由實(shí)驗(yàn)Ⅰ可知，該溶液中一定含有CO₃^2﹣，其濃度為=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(yīng)SiO₃^2﹣+2H⁺=H₂SiO₃↓，硅酸加熱分解生成二氧化硅，固體質(zhì)量為2.4g為二氧化硅的質(zhì)量，根據(jù)硅原子守恒，SiO₃^2﹣的濃度為：=0.4mol/L；由實(shí)驗(yàn)Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2﹣，根據(jù)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）混合液過濾后，沉淀的洗滌方法：過濾完畢后，沿玻璃棒向漏斗里注入少量的水浸沒沉淀物，靜置，使水濾出，重復(fù)操作兩次，故答案為：混合液過濾后如何洗滌沉淀；

（2）由實(shí)驗(yàn)Ⅰ可知，加入足量稀鹽酸生成白色沉淀并在標(biāo)準(zhǔn)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）加入鹽酸，由生成白色沉淀判斷溶液中一定含有SiO₃^2﹣，發(fā)生反應(yīng)SiO₃^2﹣+2H⁺=H₂SiO₃↓，故答案為：SiO₃^2﹣+2H⁺=H₂SiO₃↓；

（3）根據(jù)上述分析過程，得到：

陰離子      NO₃^﹣     CO₃^2﹣     SiO₃^2﹣    SO₄^2﹣

c/mol•L^﹣1    ？       0.25     0.4       0

，故答案為：？；0.25；0.4；0；

（4）根據(jù)以上計(jì)算可知，不能確定NO₃^﹣，c（CO₃^2﹣）=0.25mol/L，c（SiO₃^2﹣）=0.4mol/L，一定不存在硫酸根離子，所以c（SO₄^2﹣）=0，根據(jù)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(diǎn)評(píng)：  本題考查離子共存、離子檢驗(yàn)等知識(shí)，難度中等，注意掌握離子反應(yīng)反應(yīng)條件及常見離子的檢驗(yàn)方法，根據(jù)電荷守恒判斷K⁺是否存在，是本題的難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)．