Question

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+、Mg2+、Ba2+阴离子NO

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+、Mg2+、Ba2+阴离子NO3-、CO32-、SiO32-、SO42-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盐酸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2.4gⅢ在Ⅱ的滤液中滴加BaCl2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）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-CO32-SiO32-SO42-c/mol．L-1（3）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

根据溶液为澄清溶液可知：溶液中含有的离子一定能够能大量共存；由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO₃^2-，其浓度为

0.56L 22.4L/mol

0.1L

=0.25mol/L，则一定没有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO₃^2-，发生反应SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，硅酸加热分解生成二氧化硅，固体质量为2.4g为二氧化硅的质量，根据硅原子守恒，SiO₃^2-的浓度为

2.4g 60g/mol

0.1L

=0.4mol/L．由实验Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2-，根据电荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SiO₃^2-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K⁺，且其浓度至少为0.8mol/L，不能确定NO₃^-是否存在．
（1）由实验Ⅰ可知，加入足量稀盐酸生成白色沉淀并在标准状况下放出0.56L气体，则该溶液中一定含有CO₃^2-、SiO₃^2-，则一定没有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺，故答案为：Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；
（2）根据以上计算可知，不能确定NO₃^-，c（CO₃^2-）=0.25mol/L，c（SiO₃^2-）=0.4mol/L，一定不存在硫酸根离子，所以c（SO₄^2-）=0，故答案为：

阴离子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol?L-1	？	0.25mol/L	0.4mol/L	0

（3）根据电荷守恒2c（CO₃^2-+）+2c（SiO₃^2-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K⁺，且其浓度至少为0.8mol/L，
故答案为：存在，其浓度至少为0.8mol/L．

Answer 2

（1）Ag+、Mg2+、Ba2+（2分）（2）SiO32-+2H+ ＝H2SiO3↓（或SiO32-+2H++H2O＝H4SiO4↓）（2分）
（3）（每空1分）

阴离子 NO3- CO32- SiO32- SO42-
c/mol/L ？ 0.25 0.4 0

（4）存在，其最小浓度为0.8mol/L（2分）

试题分析：由题意知溶液为澄清溶液，因此溶液中含有的离子必须能大量共存。由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO32-。与盐酸反应生成CO2的物质的量＝0.56L÷22.4L/mol＝0.025mol，则根据碳原子守恒可知，CO32－的浓度其浓度为＝0.025mol÷0.1L＝0.25mol/L。溶液中含有CO32－，则一定没有Ag+、Mg2+、Ba2+；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-，发生反应SiO32-+2H+＝H2SiO3↓。根据实验Ⅱ可知，2.4g是固体是二氧化硅，其物质的量＝2.4g÷60g/mol＝0.04mol。则根据硅原子守恒可知SiO32-的浓度为0.04mol÷0.1L＝0.4mol/L。由实验Ⅲ可知溶液中不含SO42-，根据电荷守恒2c（CO32-）+2c（SiO32-）＝2×0.25mol/L+2×0.4mol/L＝1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K+。由于不能确定NO3-是否存在，所以K＋浓度至少为0.8mol/L。
（1）由实验Ⅰ可知，加入足量稀盐酸生成白色沉淀并在标准状况下放出0.56L气体，则该溶液中一定含有CO32-、SiO32-，则一定没有Ag+、Mg2+、Ba2+。
（2）实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为：SiO32-+2H+＝H2SiO3↓。
（3）通过上述分析计算可知，

阴离子 NO3- CO32- SiO32- SO42-
c/mol/L ？ 0.25 0.4 0

（4）根据电荷守恒2c（CO32-）+2c（SiO32-）＝2×0.25mol/L+2×0.4mol/L＝1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K+。由于不能确定NO3-是否存在，所以K＋浓度至少为0.8mol/L。