Question

（10分）在Na⁺浓度为0.5mol/L的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子：

阳离子	K^+、Ag^+、Mg^2+、Ba^2+
阴离子	NO3^-、CO3^2-、SiO3^2-、SO4^2-

取该溶液100mL进行如下实验（气体体积在标准状况下测定）：

序号	实验内容	实验结果
Ⅰ	向该溶液中加入足量稀HCl	产生白色沉淀并放出0.56L气体
Ⅱ	将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量	固体质量为2.4g
Ⅲ	在Ⅱ的滤液中滴加BaC12溶液	无明显现象

试回答下列问题：

（1）实验I能确定一定不存在的阳离子是                                  。

（2）实验I中生成沉淀的离子方程式为                                    。

（3）通过实验I、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写下表中阴离子的浓度（能计算出的，填写计算结果，一定不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”）

阴离子	NO3^-	CO3^2-	SiO3^2-	SO4^2-
c/mol·L^-1

（4）判断K⁺是否存在，若存在求其最小浓度，若不存在说明理由                      。

Answer

（1）Ag+、Mg2+、Ba2+

（2）SiO32-+2H+=H2SiO3↓

（3）

阴离子

NO3—

CO32—

SiO32—

SO42—

c/mol·L－1

？

0.25

0.4

0

（4）存在，其最小浓度是0.8mol/L。

【解析】

试题分析：（1）若实验I中产生的白色沉淀是氯化银沉淀，根据离子之间的反应，则碳酸根离子、硅酸根离子都不能存在，则加入稀盐酸不会产生气体，所以产生的沉淀不是氯化银沉淀，只能是硅酸沉淀，产生的气体是二氧化碳气体，所以溶液中一定存在CO32—、SiO32—，与二者产生沉淀的离子都不可能存在，所以一定不存在Ag＋、Mg2＋、Ba2＋；

（2）盐酸与SiO32—反应生成硅酸沉淀，离子方程式为SiO32—+2H+=H2SiO3↓；

（3）由实验I可知产生二氧化碳的物质的量是0.56L/22.4L/mol=0.025mol，则CO32—的物质的量浓度是0.025mol/0.1L=0.25mol/L；由实验II可知硅酸沉淀灼烧至恒重，称量所得固体为二氧化硅，其物质的量是2.4g/60g/mol=0.04mol，则SiO32—的物质的量浓度是0.04mol/0.1L=0.4mol/L；根据实验III可知，该溶液中不存在SO42—，浓度为0；硝酸根离子不能确定；

（4）根据电荷守恒定律，已知Na＋浓度为0.5 mol·L－1，c(Na＋)=0.5mol/L，2c（CO32—）+2（SiO32—）=1.3mol/L，c(Na＋)< 2c（CO32—）+2（SiO32—），所以溶液中一定存在K+，由于硝酸根离子不能确定，所以c(K＋) ≥1.3-0.5=0.8mol/L，则钾离子的浓度最小是0.8mol/L.

考点：考查溶液中离子的判断，离子浓度的计算