Question

（18分）1000mL某待測(cè)液中除含有0.2 mol·L－1的Na＋外，還可能含有下列離子中的一種或多種：

陽(yáng)離子	K+、NH4+、Fe3+、Ba2+
陰離子	Cl－、Br－、CO32－、HCO3－、SO32－、SO42－

現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作（所加試劑均過量）：

（1）寫出生成白色沉淀B的離子方程式：___________________________________。

（2）待測(cè)液中肯定不存在的陽(yáng)離子是_________________。

（3）若無色氣體D是單一氣體：

①將陰離子的物質(zhì)的量濃度填入下表中（一定不存在的填“0”，不能確定的填“?”）：

陰離子	Cl－	Br－	CO32－	HCO3－	SO32－	SO42－
濃度/ mol·L－1

②判斷原溶液中K＋是否存在，若存在，求其物質(zhì)的量濃度的最小值，若不存在，請(qǐng)說明理由：

________________________________________________________________。

（4）若無色氣體D是混合氣體：

①待測(cè)液中一定含有的陰離子是____________________________。

②沉淀A中能還原稀硝酸的成分是______________________________（寫化學(xué)式）。

 

Answer 1

（18分）

（1）HCO3－+OH－+ Ba2+ = BaCO3↓+H2O（2分）

（2）Fe3+、Ba2+（2分）

（3）①（6分）

陰離子	Cl－	Br－	CO32－	HCO3－	SO32－	SO42－
濃度/ mol·L－1	?	0	0.1	0.1	0	0.05

②存在（1分），K＋物質(zhì)的量濃度的最小值為0.1 mol·L－1（2分）

（4）①CO32－、HCO3－、SO32－（3分）；②BaSO3（2分）

【解析】

試題分析：待測(cè)液和氯化鋇溶液反應(yīng)得到沉淀A，則溶液中可能含有CO32-、SO32-、SO42-，向沉淀中加入稀硝酸生成氣體，且有部分沉淀不溶解，說明溶液中存在CO32-，可能存在SO32-、SO42-中的兩種或一種，根據(jù)離子共存可知，溶液中不存在Ba2+；濾液A中有Ba2+，加入過量的NaOH溶液得到氣體B、白色沉淀B，則溶液中一定含有NH4+、HCO3-，HCO3-與鐵離子發(fā)生雙水解不能共存，所以一定不存在Fe3+，氣體B為NH3，白色沉淀B為BaCO3，濾液B中通入氯氣，得淺黃綠色溶液，溶液中一定沒有Br-，濾液B中加入硝酸銀、硝酸溶液得到白色沉淀C，C為AgCl，說明濾液B中含有Cl-，由于加入氯化鋇溶液，不能確定原溶液中是否含有Cl-。

（1）由上述分析可知，白色沉淀B為碳酸鋇，是由HCO3-、Ba2+、OH-反應(yīng)生成，反應(yīng)離子方程式為： HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O，

（2）由上述分析可知，溶液中一定沒有的陽(yáng)離子是：Fe3+、Ba2+，

（3）①由上述分析可知，不能確定原溶液中是否含有Cl-，溶液中一定沒有Br-．

若無色氣體D是單一氣體，說明硝酸未被還原，則D為CO2，E為CaCO3，溶液中含有CO32-，白色沉淀D只能為BaSO4，溶液中一定沒有SO32-，一定含有SO42-，n(BaCO3)=19.7g/197g/mol=0.1mol,則n（HCO3-）=0.1mol，故c（HCO3-）=0.1mol/1L=0.1mol/L；n(CaCO3)==10g/100g/mol=0.1mol，則n（CO32-）=0.1mol，故c（CO32-）=0.1mol/1L=0.1mol/L，n(BaSO4)=11.65g/233g/mol=0.05mol，則n（SO42-）=0.05mol，故c（SO42-）=0.05mol/L，表見答案。

②n（NH4+）=n（NH3）=2.24L/22.4L/mol=0.1mol，則c（NH4+）=0.1mol/L，溶液中c（Na+）=0.2mol/L，c（HCO3-）=0.1mol/L，c（CO32-）=0.1mol/L，c（SO42-）=0.05mol/L，根據(jù)電荷守恒得，c（NH4+）+ c（Na+）=0.3mol/L<2 c（SO42-）+2 c（CO32-）+ c（HCO3-）=0.4mol/L，故一定含有K+，當(dāng)溶液中沒有Cl-，K+離子濃度最小， c（K+）最小濃度=0.4mol/L-0.3mol/L=0.1mol/L;

(4) 由上述分析可知，溶液中一定含有CO32-、HCO3-，不能確定原溶液中是否含有Cl-，溶液中一定沒有Br-．

若無色氣體D是混合氣體，離子中能與硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)的只能是SO32-，所以D只能為CO2、NO混合氣體，白色沉淀D只能為BaSO4，溶液中一定含有SO32-，不能確定是否含有SO42-，沉淀A中一定含有BaCO3，BaSO3。

①待測(cè)液中一定含有的陰離子是CO32-、HCO3-、SO32-；

②沉淀A中BaCO3，BaSO3能與稀硝酸反應(yīng)，故答案為：BaCO3、BaSO3．

考點(diǎn)：考查離子的推斷、檢驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中反應(yīng)現(xiàn)象、離子共存條件來確定溶液中存在的離子，電荷守恒規(guī)律的應(yīng)用