Question

某混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Ba2+、Cl-、SO42-、CO32

某混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Ba2+、Cl-、SO42-、CO32-．现取三份100mL该溶液分别进行如下实验：实验序号实验内容实验结果①第一份中加AgNO3溶液有白色沉淀生成②第二份中加足量NaOH溶液并加热只收集到标准状况下0.896L气体，无沉淀生成，同时得到溶液A③向溶液A中通入过量CO2，所得白色沉淀经过滤、洗涤、灼烧后称量固体质量为2.04g④第三份加足量BaCl2溶液，所得沉淀经足量稀盐酸洗涤、干燥后称量沉淀质量为23.3g试回答下列问题：（1）根据实验①判断Cl-是否存在______（填“是”、“否”或“不能确定”）．（2）写出实验③中灼烧后所得固体与NaOH溶液反应的离子方程式______．（3）该混合溶液中一定不存在的离子是______，不能确定是否存在的离子是______．（4）该溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度为（可不填满）：阴离子符号物质的量浓度（mol?L-1）（5）若以惰性电极电解该溶液，开始时阳极的电极反应式可能为______或______．

Answer 1

①加入AgNO₃溶液有沉淀产生，说明溶液中可能存在Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-；
②第二份中加足量NaOH溶液并加热，只收集到标准状况下0.896L气体，无沉淀生成，则溶液中一定不含Mg²⁺、Fe³⁺，生成气体为氨气，则一定含有NH₄⁺，其物质的量为：n（NH₄⁺）=n（NH₃）=

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol；
③向溶液A中通入过量CO₂，所得白色沉淀经过滤、洗涤、灼烧后称量，沉淀只能为氢氧化铝，则原溶液中一定含有Al³⁺，根据离子共存可知一定不含CO₃^2-；2.04g固体为氧化铝，物质的量为：

2.04g

102g/mol

=0.02mol，则原溶液中铝离子的物质的量为0.04mol；
④第三份加足量BaCl₂溶液，所得沉淀经足量稀盐酸洗涤、干燥后称量，沉淀质量为23.3g，沉淀为硫酸钡，且物质的量为：n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）

23.3g

233g/mol

=0.1mol，则原溶液中一定含有SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺；
溶液为电中性，已知正电荷的物质的量为：n（NH₄⁺）+3n（Al³⁺）=0.04mol+0.04mol×3=0.16mol，已知含有0.1mol硫酸根离子，则含有负电荷的物质的量为0.2mol，则溶液中一定含有钾离子，至少为：0.2mol-0.16mol=0.04mol，
（1）由于Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-都能够与硝酸银反应生成白色沉淀，则无法确定原溶液中是否含有氯离子，
故答案为：不能确定；
（2）实验③中灼烧后所得固体为Al₂O₃，Al₂O₃为两性氧化物，能够与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；
（3）根据以上分析可知，原溶液中一定不存在的离子有：Mg²⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、CO₃^2-；无法确定是否含有氯离子，
故答案为：Mg²⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、CO₃^2-；Cl^-；
（4）根据分析可知，原溶液中一定存在的阴离子为SO₄^2-，物质的量为：n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=

23.3g

233g/mol

=0.1mol，则硫酸根离子的浓度为：c（SO₄^2-）=

0.1mol

0.1L

=1.00mol/L，
故答案为：SO₄^2-  1.00；
（5）电解池中，阳极失去电子发生氧化反应，如果含有氯离子，则电极反应为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，如果不含氯离子，则水电离的氢氧根离子放电，其电极反应为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；2Cl^--2e^-=Cl₂↑．