下列是某化学研究性学习小组对某无色水样成分的检验过程，已知该水样中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Ca2+、CO2-3、SO2-

Question

下列是某化学研究性学习小组对某无色水样成分的检验过程，已知该水样中只可能含有K⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Ca²⁺、CO

2-

3

、SO

2-

4

、Cl^-中的若干种离子，该小组同学取100mL水样进行实验：向样品中先滴加硝酸钡溶液，再滴加1mol•L^-1硝酸，实验过程中沉淀质量的变化如图所示：
①水样中一定含有的阴离子是___．
②试根据实验结果推测K⁺是否存在？___（填“是”或“否”）；
③设计简单实验验证原水样中可能存在的离子（写出实验步骤、现象和结论）：___．

Answer 1

该水样为无色溶液，水样中一定不存在Fe³⁺、Cu²⁺；依据图象分析加入硝酸钡溶液生成沉淀，加入稀硝酸，沉淀部分溶解证明水样中一定含有SO₄^2-、CO₃^2-，又因为CO₃^2-与Ag⁺、Ca²⁺、Mg²⁺发生反应生成沉淀不能大量存在，所以Ag⁺、Ca²⁺、Mg²⁺不存在；
n（SO₄^2-）=(2.33g)/(233g/mol)=0.01mol，n（CO₃^2-）=n（BaCO₃）=(6.27g-2.33g)/(197g/mol)=0.02mol；
原溶液中可能含有Cl^-，依据电解质溶液中电荷守恒，阳离子K⁺一定存在；根据电荷守恒得到：0.01mol×2+0.02mol×2+n（Cl^-）=n（K⁺）推知n（K⁺）≥0.06mol，
（1）根据分析可知，水样中一定含有的阴离子是SO₄^2-、CO₃^2-，
故答案为：SO₄^2-、CO₃^2-；
（2）依据电解质溶液中电荷守恒，阳离子K⁺一定存在，
故答案为：是；
（3）可能存在的离子是Cl^-，验验证原水样中可能存在的离子的实验设计为：取少量水样与试管中，向试管中加入过量的硝酸钡溶液和稀硝酸，待沉淀完全和无气体生成后，向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液，若生成白色沉淀，则原水样中 含有Cl-，若无白色沉淀生成，证明无Cl^-存在，
故答案为：取少量水样与试管中，向试管中加入过量升温硝酸钡溶液和稀硝酸，待沉淀完全和无气体生成后，向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液，若生成白色沉淀，则原水样中 含有Cl^-，若无白色沉淀生成，证明无Cl-存在．