Question

（11分）在Na⁺浓度为0.9mol/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1.12L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3.6g
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+ （3分）；

（2）SiO32- + 2H+ === H2SiO3↓（或SiO32-+ 2H+ + H2O === H4SiO4↓）（2分）；

（3）（4分）

阴离子

NO3-

CO32-

SiO32-

SO42-

c/mol/L

？

0.5

0.6

0

（4）存在，其最小浓度为1.3mol/L （2分）

【解析】

试题分析：（1）向该溶液中加入足量稀HCl，产生白色沉淀并放出1.12L气体，证明含有CO32-，n(CO32-)=n(CO2)= 1.12L÷22.4L/mol=0.05mol，由于CO32-与Ag+、Mg2+、Ba2+会发生沉淀反应而不能大量共存，因此一定不含有Ag+、Mg2+、Ba2+，（2）加入盐酸产生白色沉淀的反应是SiO32- + 2H+ === H2SiO3↓；证明在该溶液中含有SiO32-；（3）将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，发生反应H2SiO3SiO2+ H2O，称量所得固体质量为3.6g，则n(SiO32-)=n(SiO2)= 3.6g÷60g/mol=0.06mol；在Ⅱ的滤液中滴加BaC12溶液无明显现象，证明不含SO42-；在100mL溶液中含有的各种离子物质的量浓度是c(Na+)=0.9mol/L，c(CO32-)=0.05mol÷0.1L=0.5mol/L；c (SiO32-)=0.06mol÷0.1L=0.6mol/L。（4）由于已经确定的离子的浓度分别是c(Na+)=0.9mol/L，c(CO32-)=0.05mol÷0.1L=0.5mol/L；c(SiO32-)= 0.06mol ÷0.1L=0.6mol/L。溶液中阴离子带有的负电荷的浓度是2c(CO32-)+2c (SiO32-)= 2×0.5mol/L+2×0.6mol/L =2.2mol/L，而Na+带有的正电荷的浓度是0.9mol/L<2.2mol/L，溶液中Ag+、Mg2+、Ba2+不存在，因此溶液中一定含有K+。若在溶液中不存在Cl-，则c(K+)=2.2mol/L-0.9mol/L=1.3mol/L，若存在Cl-，则c(K+)大于1.3mol/L，故K+的浓度最小值是1.3mol/L。

考点：考查离子的检验及浓度的计算的知识。