在Na+浓度为0.5mol•L﹣1的某澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种

在Na+浓度为0.5mol•L﹣1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+

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

向该溶液中加入足量稀HCl

产生白色沉淀并放出0.56L气体

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2.4g

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

CO32﹣

SiO32﹣

SO42﹣

c/mol•L﹣1

 ? 

 0.25mol/L 

 0.4mol/L 

 0 

(4)判断原溶液中K+是否存在,若存在,求其最小物质的量浓度,若不存在,请说明理由:  

答案

【考点】物质的检验和鉴别的实验方案设计.

【专题】物质检验鉴别题.

【分析】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CO32﹣,其浓度为=0.25mol/L,则一定没有Ag+、Mg2+

由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32﹣,发生反应SiO32﹣+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,SiO32﹣的浓度为=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+,且其浓度至少为0.8mol/L,不能确定NO3是否存在,以此来解答.

【解答】解: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CO32﹣,其浓度为=0.25mol/L,则一定没有Ag+、Mg2+

由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32﹣,发生反应SiO32﹣+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,SiO32﹣的浓度为=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+,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CO32﹣、SiO32﹣,则一定没有Ag+、Mg2+

故答案为:Ag+、Mg2+

(2)由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32﹣,发生反应SiO32﹣+2H+=H2SiO3↓,故答案为:SiO32﹣+2H+=H2SiO3↓;

(3)根据以上计算可知,不能确定NO3,c(CO32﹣)=0.25mol/L,c(SiO32﹣)=0.4mol/L,一定不存在硫酸根离子,所以c(SO42﹣)=0,

故答案为:

阴离子

c/mol•L﹣1

0.25mol/L

0.4mol/

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+,且其浓度至少为0.8mol/L,

故答案为:存在,且其最小物质的量浓度为0.8 mol•L﹣1

【点评】本题考查较综合,涉及离子共存、离子检验及相关物质的量浓度的计算等,注重高频考点的考查,把握离子反应反应条件及常见离子的检验方法为解答的关键,注意电荷守恒判断K+是否存在为解答本题的难点、易错点,题目难度中等.

 

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