今有一瓶无色透明澄清的水溶液,可能含有以下离子中的若干种:K+、NH4+、Ca2+、Cl-、CO32-、SO42-,现取三份100mL溶液进行如下实验:(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;(2)第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.03mol;(3)第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀4.3g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为 2.33g.根据上述实验,通过计算进行确定:此溶液中一定存在的离子是______,一定不存在的离子______.

问题描述:

今有一瓶无色透明澄清的水溶液,可能含有以下离子中的若干种:K+、NH4+、Ca2+、Cl-、CO32-、SO42-,现取三份100mL溶液进行如下实验:
(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;
(2)第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.03mol;
(3)第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀4.3g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为 2.33g.
根据上述实验,通过计算进行确定:此溶液中一定存在的离子是______,一定不存在的离子______.

第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生,可能发生Cl-+Ag+═AgCl↓、CO32-+2Ag+═Ag2CO3↓、SO42-+2Ag+═Ag2SO4↓,所以可能含有Cl-、CO32-、SO42-
第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.03mol,能和NaOH溶液加热产生气体的只能是NH4+,故可确定一定含有NH4+
根据反应NH4++OH-

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NH3↑+H2O,产生NH3为0.03mol,可得NH4+也为0.03mol;
第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀4.3g,经足量盐酸洗涤.干燥后,沉淀质量为2.33g.部分沉淀溶于盐酸为
BaCO3,部分沉淀不溶于盐酸为BaSO4,因此溶液中一定存在CO32-、SO42-,一定不存在Ca2+
由上面分析可知BaSO4为2.33g,物质的量为
2.33g
233g/mol
=0.01mol,
BaCO3为4.3g-2.33g═1.97g,物质的量为
1.97g
197g/mol
=0.01mol,
由上述分析可得,溶液中一定存在CO32-、SO42-、NH4+,一定不存在Ca2+.而CO32-、SO42-、NH4+物质的量分别为0.01mol、0.01mol、0.03mol,
CO32-、SO42-所带负电荷分别为0.01mol×2+0.01mol×2=0.04mol,NH4+所带正电荷为0.03mol,根据溶液中电荷守恒,可知K+一定存在,因为K+物质的量不确定,所以不能确定溶液中是否含有Cl-
故答案为:CO32-、SO42-、NH4+、K+;Ca2+
答案解析:1、根据题意分析,第一份溶液加入AgNO3溶液有沉淀产生,推得可能含有Cl-、CO32-、SO42-
第二份溶液加足量NaOH溶液加热后收集到气体,推得一定含有NH4+
第三份溶液利用发生的离子反应,经过计算、推得一定存在CO32-、SO42-,一定不存在Ca2+
2、根据溶液中阴阳离子的电荷守恒,即可推出K+一定存在,由K+物质的量分析Cl-的情况.
考试点:常见阳离子的检验;常见阴离子的检验.
知识点:本题考查离子的检验,采用定性实验和定量计算分析相结合的模式,增大了解题难度,同时涉及离子共存、离子反应等都是解题需注意的信息,尤其是K+的确定易出现失误.