Question

由幾種離子化合物組成的混合物，含有以下離子中的若干種：K^＋、Cl^－、NH₄⁺、Mg^2＋、CO₃^2-、Ba^2＋、SO₄^2-。將該混合物溶于水后得澄清溶液，現(xiàn)取3份100 mL該溶液分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)序號	實(shí)驗(yàn)內(nèi)容	實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1	加AgNO3溶液	有白色沉淀生成
2	加足量NaOH溶液并加熱	收集到氣體1.12 L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)
3	加足量BaCl2溶液時，對所得沉淀進(jìn)行洗滌、干燥、稱量；再向沉淀中加足量稀鹽酸，然后干燥、稱量	第一次稱量讀數(shù)為6.27 g，第二次稱量讀數(shù)為2.33 g

試回答下列問題：

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)1對Cl^－是否存在的判斷是________(填“一定存在”、“一定不存在”或“不能確定”)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)1～3判斷混合物中一定不存在的離子是________。

(2)試確定溶液中一定存在的陰離子及其物質(zhì)的量濃度(可不填滿)：

陰離子符號	物質(zhì)的量濃度/mol·L－1

(3)試確定K^＋是否存在？________，判斷的理由是

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Answer 1

【答案】

(1)不能確定　Ba^2＋、Mg^2＋  (2)

陰離子符號	物質(zhì)的量濃度/mol·L－1
SO42-	0.1
CO32-	0.2

(3)存在　溶液中肯定存在的離子是NH₄⁺、CO₃^2-和SO₄^2-。經(jīng)計算，NH₄⁺的物質(zhì)的量為0.05 mol，CO₃^2-、SO₄^2-的物質(zhì)的量分別為0.02 mol和0.01 mol，根據(jù)電荷守恒，得K^＋一定存在

【解析】

試題分析：該混合物溶于水后得澄清溶液，說明Ba^2＋和SO₄^2-不能同時存在，加足量NaOH溶液并加熱產(chǎn)生氣體，說明存在NH₄⁺，由1.12 L氨氣可知，NH₄⁺的物質(zhì)的量為0.05 mol，在第(3)組實(shí)驗(yàn)中，沉淀有兩種，說明存在SO₄^2-和CO₃^2-，則該混合物中不存在Ba^2＋，同時也不存在Mg^2＋。

(1)由于未知液分三組分別做實(shí)驗(yàn)，Cl^－和SO₄^2-都可以與AgNO₃溶液產(chǎn)生白色沉淀，所以無法確定Cl^－的存在；第(3)組實(shí)驗(yàn)第二次稱量的是BaSO₄固體的質(zhì)量，說明原溶液中有SO₄^2-，根據(jù)離子共存規(guī)律一定沒有Ba^2＋；根據(jù)已知的離子可知，第一次稱量的固體還有BaCO₃，說明原溶液中還有CO₃^2-，而Mg^2＋與CO₃^2-不能共存，所以一定沒有Mg^2＋。

(2)根據(jù)第(3)組實(shí)驗(yàn)稱得固體的質(zhì)量，可求得：n(BaSO₄)＝2.33÷233＝0.01 mol，n(BaCO₃)＝(6.27 g－2.33 g)÷197 g·mol^－1＝0.02 mol。所以n(SO₄^2-)＝0.01 mol，c(SO₄^2-)＝0.01 mol÷0.1 L＝0.1 mol·L^－1；n(CO₃^2-)＝0.02 mol，c(CO₃^2-)＝0.02 mol÷0.1 L＝0.2 mol·L^－1。

(3)利用第(2)組實(shí)驗(yàn)可求得n(NH₄⁺)＝0.05 mol，c(NH₄⁺)＝0.5 mol·L^－1。

根據(jù)電荷守恒規(guī)律：2×c(CO₃^2-)＋2×c(SO₄^2-)＝0.6 mol·L^－1，而1×c(NH₄⁺)＝0.5 mol·L^－1，所以必然還有陽離子，故一定有K^＋。

考點(diǎn)：考查常見離子的檢驗(yàn)和鑒別

點(diǎn)評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度試題的考查。該題既有定性分析，也有定量計算，綜合性強(qiáng)，在注重對學(xué)生基礎(chǔ)知識鞏固和訓(xùn)練的同時，側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識解決實(shí)際問題的能力，有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計能力，有利于提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。