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+
陰離子	NO3-、CO32-、SiO32-、SO42-

取該溶液100mL進行如下實驗（氣體體積在標準狀況下測定）：

序號	實驗內(nèi)容	實驗結(jié)果
Ⅰ	向該溶液中加入足量稀HCl	產(chǎn)生白色沉淀并放出0.56L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(zhì)量	固體質(zhì)量為2.4g
Ⅲ	在Ⅱ的濾液中滴加BaCl2溶液	無明顯現(xiàn)象

試回答下列問題：
（1）實驗Ⅰ能確定一定不存在的離子是

 

．
（2）實驗Ⅰ中生成沉淀的離子方程式為

 

．
（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(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-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol?L-1

（4）判斷原溶液中K⁺是否存在，若存在，求其最小物質(zhì)的量濃度，若不存在，請說明理由：

 

．

Answer 1

考點：常見離子的檢驗方法

專題：

分析：根據(jù)溶液為澄清溶液可知：溶液中含有的離子一定能夠能大量共存；
由實驗Ⅰ可知，該溶液中一定含有CO₃^2-，其濃度為

0.56 22.4

0.1

=0.25mol/L，則一定沒有Ag⁺、Mg²⁺；
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↓，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

2.4 60

0.1

=0.4mol/L；
由實驗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

0.56 22.4

0.1

=0.25mol/L，則一定沒有Ag⁺、Mg²⁺；
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↓，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

2.4 60

0.1

=0.4mol/L；
由實驗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）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⁺，
故答案為：Ag⁺、Mg²⁺；
（2）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↓，
故答案為：SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓；
（3）根據(jù)以上計算可知，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，
故答案為：？，0.25mol/L，0.4mol/L，0；
（4）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，且其最小物質(zhì)的量濃度為0.8 mol?L^-1．

點評：本題考查離子共存、離子檢驗及相關(guān)物質(zhì)的量濃度的計算，難度較大．注意掌握離子反應反應條件及常見離子的檢驗方法，根據(jù)電荷守恒判斷K⁺是否存在，是本題的難點、易錯點．