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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):
序號實驗內容實驗結果
向該溶液中加入足量稀HCl產生白色沉淀并放出0.56L氣體
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2.4g
在Ⅱ的濾液中滴加BaCl2溶液無明顯現象
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,求其最小物質的量濃度,若不存在,請說明理由:
 
考點:物質的檢驗和鑒別的實驗方案設計
專題:物質檢驗鑒別題
分析:根據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CO32-,其濃度為
0.56L
22.4L/mol
0.1L
=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SiO32-,發(fā)生反應SiO32-+2H+=H2SiO3↓,硅酸加熱分解生成二氧化硅,固體質量為2.4g為二氧化硅的質量,根據硅原子守恒,SiO32-的濃度為
2.4g
60g/mol
0.1L
=0.4mol/L;
由實驗Ⅲ可知溶液中不含SO42-,根據電荷守恒2c(CO32-)+2c(SiO32-)=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,以此來解答.
解答: 解:根據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CO32-,其濃度為
0.56L
22.4L/mol
0.1L
=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SiO32-,發(fā)生反應SiO32-+2H+=H2SiO3↓,硅酸加熱分解生成二氧化硅,固體質量為2.4g為二氧化硅的質量,根據硅原子守恒,SiO32-的濃度為
2.4g
60g/mol
0.1L
=0.4mol/L;
由實驗Ⅲ可知溶液中不含SO42-,根據電荷守恒2c(CO32-)+2c(SiO32-)=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CO32-、SiO32-,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SiO32-,發(fā)生反應SiO32-+2H+=H2SiO3↓,故答案為:SiO32-+2H+=H2SiO3↓;
(3)根據以上計算可知,不能確定NO3-,c(CO32-)=0.25mol/L,c(SiO32-)=0.4mol/L,一定不存在硫酸根離子,所以c(SO42-)=0,
故答案為:
陰離子
c/mol?L-10.25mol/L0.4mol/0
;
(4)根據電荷守恒2c(CO32-)+2c(SiO32-)=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,且其最小物質的量濃度為0.8 mol?L-1
點評:本題考查較綜合,涉及離子共存、離子檢驗及相關物質的量濃度的計算等,注重高頻考點的考查,把握離子反應反應條件及常見離子的檢驗方法為解答的關鍵,注意電荷守恒判斷K+是否存在為解答本題的難點、易錯點,題目難度中等.
練習冊系列答案
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A、
B、
C、
D、

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F2-187.0Cl2-33.6(b)  58.7I2  184.0
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H2O  100.0H2S-60.0(d)-42.0H2Te-1.8
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