今有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Ba2+、NH4+、C...

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問題詳情：

今有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Ba2+、NH4+、Cl-、CO32-、SO42-，現取兩份100mL溶液進行如下實驗：

①第一份加過量NaOH溶液加熱後，只收集到氣體0.02mol，無沉澱生成，同時得到溶液*。

②在*溶液中通入過量CO2，生成白*沉澱，沉澱經過濾、洗滌、灼燒，質量為1.02g。

③第二份加足量BaCl2溶液後，得白*沉澱，加鹽*不溶解，經過濾、洗滌、乾燥後，稱得沉澱質量為13.98g。

（1）由上述實驗可確定溶液中一定不存在的離子是______________，不能確定是否存在的離子是_______，檢驗該離子需使用何種試劑或方法______________。

（2）由題意可知此溶液呈________*（答**、鹼*或中*），上述金屬離子中既能被氧化又能被還原的離子是___________。

（3）鉀離子是否存在（是或否）：_______，若存在其濃度範圍為（沒有則不答）：_________。

【回答】

【*】Fe2+、Mg2+、Ba2+、CO32-Cl-HNO3、AgNO3**Fe2+是≧0.4mol/L

【解析】第一份加過量NaOH溶液後加熱，只收集到氣體0.02mol，無沉澱生成，同時得到溶液*，依據離子*質分析推斷，與*氧化*生成氣體的一定是NH4+離子，生成氣體NH3物質的量為0.02mol，無沉澱生成*溶液中一定不含Fe3+、Mg2+；向*溶液中通入過量CO2，生成白*沉澱，沉澱經過濾、洗滌、灼燒後，得到1.02g固體．能與二氧化碳反應得到沉澱的離子有Ba2+，鋁離子溶於過量*氧化*生成的偏鋁**溶於反應生成*氧化鋁沉澱；第二份加足量BaCl2溶液後，生成白*沉澱，沉澱經足量鹽*洗滌、乾燥後，得到13.98g固體．説明沉澱不溶於*，*是硫*鋇沉澱，原溶液中含有SO42-，判斷溶液中一定不含有Ba2+，向*溶液中通入過量CO2，生成白*沉澱只能是*氧化鋁沉澱，沉澱經過濾、洗滌、灼燒後，得到1.02g固體為氧化鋁，原溶液中含有Al3+，結合離子共存判斷溶液中一定不含有CO32-；一定含有的離子為NH4+、Al3+、SO42-。（1）由上述實驗可確定溶液中一定不存在的離子是Fe2+、Mg2+、Ba2+、CO32-，不能確定是否存在的離子是Cl-，檢驗該離子需使用的試劑為HNO3、AgNO3，取少量溶液於試管中滴加過量的稀**，無明顯現象，再滴加**銀溶液產生白*沉澱則原溶液中含有Cl-，若無白*沉澱產生則原溶液中不含Cl-；

（2）一定含有的離子為NH4+、Al3+、SO42-，由題意可知此溶液水解使溶液呈**，上述金屬離子中既能被氧化又能被還原的離子是Fe2+；

（3）由①可知存在離子NH4+物質的量濃度==0.2 mol/L；由②可知存在離子為Al3+，沉澱經過濾、洗滌、灼燒後，得到1.02g固體為氧化鋁物質的量==0.01mol，溶液中Al3+的物質的量濃度==0.2 mol/L；由③可知存在離子為SO42-；第二份加足量BaCl2溶液後，生成白*沉澱，沉澱經足量鹽*洗滌、乾燥後，得到13.89g固體為硫*鋇，物質的量= =0.06mol，SO42- 物質的量濃度==0.6mol/L，依據溶液中電荷守恆，陽離子正電荷總量小於*離子負電荷總量，一份溶液中陽離子電荷數為0.08mol，*離子若只有硫*根離子時電荷數為0.12mol，所以一定有K+存在，若不存在*離子，則為0.04mol，若存在*離子則應大於0.04mol，故K+物質的量濃度≧0.4mol/L。