Question

某无色混合物水溶液，可能含有以下离子中的若干种：K⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Cl^-、CO₃^2—、SO₄^2—，现各取100mL溶液三份进行如下实验：①向第一份加入AgNO₃溶液，有白色沉淀产生；②向第二份加入足量NaOH溶液后加热，收集到气体0.896L（标准状况）；③向第三份加入足量BaCl₂溶液，得到沉淀6.27克，经足量盐酸洗涤后，剩余2.33克。

试回答下列问题：

（1）肯定存在的离子有          ，肯定不存在的离子有              ；

（2）可能存在的离子是             ，判断该离子存在与否的方法是                ；

（3）试计算肯定存在的阳离子在原溶液中的物质的量浓度               。

Answer

（1）K+、NH4+、CO32-、SO42-；Mg2+、Cu2+；

（2）Cl— 取原溶液少许于试管中，滴加过量Ba(NO3)2溶液，过滤后往滤液中再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀产生，说明有Cl-；反之，没有

（3）c（K+）≥0.2mol/L、c（NH4+）=0.4mol/L

【解析】

试题分析：无色溶液说明没有铜离子；第一份：第一份加入硝酸银溶液，有白色沉淀产生，说明溶液中可能存在Cl-、CO32—、SO42—；第二份：加足量NaOH溶液加热后生成标准状况下0.896L气体为氨气，则溶液中一定含有NH4+，且物质的量为：0.896L÷22.4L/mol=0.04mol；第三份：根据题中信息可知2.33为硫酸钡，n（BaSO4）=n（SO42—）=2.33g÷233g/mol═0.01mol；生成的沉淀BaCO3物质的量=（6.27g−2.33g）÷197g/mol=0.02mol；因为一定含CO32—，所以不含Mg2+；再根据电荷守恒，正电荷为：n（+）=n（NH4+）=0.04mol；n（-）=2n（CO32—）+2n（SO42—）=0.06mol，故一定有K+，至少0.02mol；

（1）根据以上分析可知肯定存在的离子是K+、NH4+、CO32-、SO42-；肯定不存在的离子有Mg2+、Cu2+；

（2）根据以上分析可知，无法确定是否含有氯离子，可先加过量Ba(NO3)2溶液，过滤后往滤液中再加入AgNO3溶液，若有白色沉淀说明有Cl-，否则无Cl-；

（3）NH4+的物质的量是0.04mol，溶液体积是0.1L，所以c（NH4+）=0.04mol÷0.1L=0.4mol/L；由于不能确定是否含有氯离子，则钾离子的物质的量至少是0.02mol，其浓度至少是0.2mol/L。

【考点定位】本题考查了常见离子的检验方法，

【名师点晴】解答时注意熟练掌握常见离子的性质及检验方法。根据离子的特征反应及离子间的共存情况，进行离子推断时要遵循以下三条原则：（1）互斥性原则。判断出一定有某种离子存在时，将不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没有的离子。（2）电中性原则。溶液呈电中性，溶液中一定有阳离子和阴离子，不可能只有阳离子或阴离子。（3）进出性原则。离子检验时，加入试剂会引入新的离子，某些离子在实验过程中可能消失(如溶液中的AlO2－在酸过量时转化为Al3＋)，则原溶液中是否存在该种离子无法判断。解答时，首先，必须以扎实全面的基础知识作后盾。扎实全面的基础知识是考生认真、准确解答试题的前提和基础。例如考生要对离子的性质、离子的特征、离子间的反应关系要有准确全面的认识。其次，必须要有正确清晰的解题思路和正确灵活的解题方法。