Question

(10分)某混合物的水溶液，可能含有以下离子中的若干种：K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-，现分别取100mL的两等份溶液进行如下实验：

①第一份加过量NaOH溶液后加热，收集到0.02mol气体，无沉淀生成，同时得到溶液甲。

②向甲溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧后，得到1.02g固体。

③第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，得到11.65g固体。

依据实验回答下列问题：

（1）由①可知存在的离子为      ，浓度是      mol·L^-1；由②可知存在的离子为       ，浓度是       mol·L^-1；由③可知存在的离子为        ，浓度是       mol·L^-1。

（2）该溶液中一定不存在的离子是             （填离子符号）。

（3）某同学通过分析认为该溶液中一定存在K⁺，他的理由是               。

Answer

（1）NH4+ 0.2；Al3+ 0.2；SO42- 0.5

（2）Fe3+、Mg2+、Ba2+、CO32-

（3）已知的NH4+ 、Al3+的正电荷总量小于SO42-负电荷总量，依据电荷守恒，一定有K+存在。

【解析】

试题分析：（1）与氢氧化钠溶液反应产生气体，说明原溶液中含有铵根离子，所以由①可知存在的离子为NH4+，100mL溶液中含有0.02mol NH4+,则铵根离子的浓度是0.2 mol·L-1；因为加入过量氢氧化钠溶液无沉淀生成，说明原溶液中不存在Fe3+、Mg2+，通入过量二氧化碳后有沉淀生成，说明原溶液中存在Al3+，1.02g的固体是氧化铝，物质的量是0.01mol，则Al3+的浓度是0.01mol×2/0.1L=0.2mol/L；由③可知原溶液中存在SO42-，11.65g固体是硫酸钡的质量，其物质的量是0.05mol，所以SO42-的浓度是0.05mol/0.1L=0.5mol/L；

（2）根据以上分析，硫酸根离子的存在，则一定不存在Ba2+，Al3+离子的存在，则一定不存在CO32-，因为加入过量氢氧化钠溶液无沉淀生成，说明原溶液中不存在Fe3+、Mg2+，所以原溶液中肯定不存在的是Fe3+、Mg2+、Ba2+、CO32-

（3）根据溶液呈电中性的原理，此时溶液中的负电荷浓度是0.5mol/L×2=1mol/L，正电荷的浓度是0.2+0.2×3=0.8mol/L<1mol/L，所以一定含有K+。

考点：考查溶液中离子的判断与计算