Question

【题目】（12分）1000ml某待测溶液中除含有0.2mol·L－1的Na+外，还可能含有下列离子中的一种或多种：

阳离子	K+、NH4+、Fe3+、Ba2+
阴离子	Cl－、Br－、CO32－、HCO3－、SO32－、SO42－

现进行如下实验操作（每次实验所加试剂均过量）：

（1）写出生成白色沉淀B的离子方程式： 。

（2）待测液中肯定不存在的阳离子是 。

（3）若无色气体D是单一气体：判断原溶液中K＋是否存在 （填是或否），若存在，求其物质的量浓度的最小值，若不存在，请说明理由： 。

（4）若无色气体D是混合气体：

①待测液中一定含有的阴离子是 。

②沉淀A中能与稀硝酸反应的成分是 （写化学式）。

Answer 1

【答案】（1）Ba2++HCO3-+OH-=BaCO3↓+H2O；（2）Fe3+，Ba2+；

（3）存在；0.1mol/L；（4）①CO32－、HCO3－、SO32－；②BaCO3、BaSO3。

【解析】

试题分析：待测液和氯化钡溶液反应得到沉淀A，则溶液中可能含有CO32－、SO32－、SO42－，向沉淀中加入稀硝酸生成气体，且有部分沉淀不溶解，则溶液中存在CO32－，可能存在SO32－、SO42－中的两种或一种，根据离子共存存知，溶液中不存在Ba2+；滤液A中有Ba2+，加入过量的NaOH溶液得到气体B、白色沉淀B，则溶液中一定含有NH4+、Ba2+ ，一定不存在Fe3+，气体B为NH3，白色沉淀B为BaCO3，滤液B中通入氯气，得浅黄绿色溶液，溶液中一定没有Br-，滤液B中加入硝酸银、硝酸溶液得到白色沉淀C，C为AgCl，说明滤液B中含有Cl-，由于加入氯化钡溶液，不能确定原溶液中是否含有Cl-。（1）由上述分析可知，白色沉淀B为碳酸钡，是由HCO3－、Ba2+、OH-反应生成，反应离子方程式为：HCO3－+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O；（2）由上述分析可知，溶液中一定没有的阳离子是：Fe3+、Ba2+；（3）由上述分析可知，溶液中一定含有CO32－、HCO3－，不能确定原溶液中是否含有Cl-，溶液中一定没有Br-，若无色气体D是混合气体，只能为CO2、NO混合气体，白色沉淀D只能为BaSO4，溶液中一定含有SO32－，不能确定是否含有SO42－，沉淀A中一定含有BaCO3，BaSO3。①待测液中一定含有的阴离子是CO32－、HCO3－、SO32－；②n(NH4+)=n(NH3)= 2.24L÷22.4L/mol=0.1mol，则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，单位体积为正电荷=1×0.1mol/L+1×0.2mol/L=0.3mol/L，单位体积内负电荷=1×0.1mol/L+ 2×0.1mol/L+ 2×0.05mol/L =0.4mol/L，单位体积为正电荷＜单位体积内负电荷，故一定含有K+，当溶液中没有Cl-，K+离子浓度最小，根据电荷守恒可知，c(K+)最小浓度=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－，不能确定原溶液中是否含有Cl-，溶液中一定没有Br-。若无色气体D是混合气体，只能为CO2、NO混合气体，白色沉淀D只能为BaSO4，溶液中一定含有SO32－，不能确定是否含有SO42－，沉淀A中一定含有BaCO3，BaSO3。①待测液中一定含有的阴离子是CO32－、HCO3－、SO32－；②沉淀A中BaCO3、BaSO3；BaSO3能与稀硝酸反应转化为硫酸钡，故沉淀A为：BaCO3、BaSO3。