Question

某混合物的水溶液，可能含有以下離子中的若干種：K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Cl^一、CO₃^2一、SO₄^2一，現(xiàn)分別取100mL的兩等份溶液進行如下實驗：
①第一份加過量NaOH溶液后加熱，收集到0.02mol氣體，無沉淀生成，同時得到溶液甲．
②向甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體．
③第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，得到11.65g固體．
依據(jù)實驗回答下列問題：
（1）由①可知存在離子為

 

，濃度是

 

mol/L．由②可知存在離子為

 

，濃度是

 

mol/L．由③可知存在離子為

 

，濃度是

 

mol/L．
（2）該溶液中一定不存在的離子是

 

（填離子符號）．
（3）某同學(xué)通過分析認(rèn)為該溶液中一定存在K⁺，他的理由是

 

．

Answer 1

考點：常見離子的檢驗方法

專題：離子反應(yīng)專題

分析：和過量NaOH溶液加熱產(chǎn)生的氣體只能是氨氣，可以和過量的氫氧化鈉反應(yīng)生成的沉淀可以是氫氧化鐵、氫氧化鎂，氫氧化鋁可以和過量的氫氧化鈉之間反應(yīng)，向偏鋁酸鈉中通過量的二氧化碳可以得到氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁灼燒可以得到氧化鋁，根據(jù)鋁元素守恒可以計算鋁離子的量，在溶液中，鋁離子和碳酸根離子因為雙水解不共存，硫酸根離子可以和鋇離子之間反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，是一種不溶于鹽酸的白色沉淀，根據(jù)沉淀的量結(jié)合發(fā)生的反應(yīng)來計算離子的量即可．

解答： 解：（1）①第一份加過量NaOH溶液后加熱，收集到0.02mol氣體，即為氨氣，一定含有NH₄⁺，物質(zhì)的量為0.02mol，無沉淀生成，則一定不含有Fe³⁺、Mg²⁺；
②向甲溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀，即為氫氧化鋁，則原溶液中一定有Al³⁺，一定不含有碳酸根離子，鋁離子和過量的氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉溶液，溶液中通入過量CO₂，生成白色沉淀，即為氫氧化鋁，氫氧化鋁沉淀經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后，得到1.02g固體即為氧化鋁，根據(jù)鋁元素守恒，得到鋁離子的物質(zhì)的量是

1.02g

102g/mol

×2=0.02mol；
③第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，則一定含有硫酸根離子，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，得到11.65g固體即硫酸鋇的質(zhì)量是11.65g，根據(jù)鋇元素守恒，所以鋇離子的物質(zhì)的量是0.05mol，
綜上可知，一定含有的離子是：NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，其濃度分別是：0.2mol/L；0.2mol/L；0.5mol/L，
故答案為：NH₄⁺；0.2；Al³⁺；0.2；SO₄^2-；0.5；
（2）溶液中一定不含有的離子是Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-，故答案為：Fe³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-；
（3）任何溶液中都存在電荷守恒，NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-，其濃度分別是：0.2mol/L；0.2mol/L；0.5mol/L，可以知道NH₄⁺、Al³⁺的正電荷總量小于SO₄^2-負電荷總量，依據(jù)電荷守恒，則一定有K⁺存在，
故答案為：已知的NH₄⁺、Al³⁺的正電荷總量小于SO₄^2-負電荷總量，依據(jù)電荷守恒，一定有K⁺存在．

點評：本題考查離子的檢驗，采用定性實驗和定量計算分析相結(jié)合的模式，增大了解題難度，同時涉及離子共存、離子反應(yīng)等都是解題需注意的信息，尤其是K⁺的確定易出現(xiàn)失誤．