Question

【題目】今有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Ba2+、NH4+、Cl-、CO32-、SO42-，現(xiàn)取兩份100mL溶液進行如下實驗：

①第一份加過量NaOH溶液加熱后，只收集到氣體0.02mol，無沉淀生成，同時得到溶液甲。

②在甲溶液中通入過量CO2，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒，質(zhì)量為1.02g。

③第二份加足量BaCl2溶液后，得白色沉淀，加鹽酸不溶解，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后，稱得沉淀質(zhì)量為13.98g。

（1）由上述實驗可確定溶液中一定不存在的離子是______________，不能確定是否存在的離子是_______，檢驗該離子需使用何種試劑或方法______________。

（2）由題意可知此溶液呈________性（答酸性、堿性或中性），上述金屬離子中既能被氧化又能被還原的離子是___________。

（3）鉀離子是否存在（是或否）：_______，若存在其濃度范圍為（沒有則不答）：_________。

Answer 1

【答案】Fe2+、Mg2+、Ba2+、CO32-Cl-HNO3、AgNO3酸性Fe2+是≧0.4mol/L

【解析】

第一份加過量NaOH溶液后加熱，只收集到氣體0.02mol，無沉淀生成，同時得到溶液甲，依據(jù)離子性質(zhì)分析推斷，與氫氧化鈉生成氣體的一定是NH4+離子，生成氣體NH3物質(zhì)的量為0.02mol，無沉淀生成證明溶液中一定不含Fe3+、Mg2+；向甲溶液中通入過量CO2，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體．能與二氧化碳反應(yīng)得到沉淀的離子有Ba2+，鋁離子溶于過量氫氧化鈉生成的偏鋁酸鈉溶于反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀；第二份加足量BaCl2溶液后，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，得到13.98g固體．說明沉淀不溶于酸，證明是硫酸鋇沉淀，原溶液中含有SO42-，判斷溶液中一定不含有Ba2+，向甲溶液中通入過量CO2，生成白色沉淀只能是氫氧化鋁沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體為氧化鋁，原溶液中含有Al3+，結(jié)合離子共存判斷溶液中一定不含有CO32-；一定含有的離子為NH4+、Al3+、SO42-。（1）由上述實驗可確定溶液中一定不存在的離子是Fe2+、Mg2+、Ba2+、CO32-，不能確定是否存在的離子是Cl-，檢驗該離子需使用的試劑為HNO3、AgNO3，取少量溶液于試管中滴加過量的稀硝酸，無明顯現(xiàn)象，再滴加硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀則原溶液中含有Cl-，若無白色沉淀產(chǎn)生則原溶液中不含Cl-；

（2）一定含有的離子為NH4+、Al3+、SO42-，由題意可知此溶液水解使溶液呈酸性，上述金屬離子中既能被氧化又能被還原的離子是Fe2+；

（3）由①可知存在離子NH4+物質(zhì)的量濃度==0.2 mol/L；由②可知存在離子為Al3+，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體為氧化鋁物質(zhì)的量==0.01mol，溶液中Al3+的物質(zhì)的量濃度==0.2 mol/L；由③可知存在離子為SO42-；第二份加足量BaCl2溶液后，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，得到13.89g固體為硫酸鋇，物質(zhì)的量= =0.06mol，SO42- 物質(zhì)的量濃度==0.6mol/L，依據(jù)溶液中電荷守恒，陽離子正電荷總量小于陰離子負(fù)電荷總量，一份溶液中陽離子電荷數(shù)為0.08mol，陰離子若只有硫酸根離子時電荷數(shù)為0.12mol，所以一定有K+存在，若不存在氯離子，則為0.04mol，若存在氯離子則應(yīng)大于0.04mol，故K+物質(zhì)的量濃度≧0.4mol/L。