Question

5．1000mL某待测液中除含有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（所加试剂均过量）：

（1）写出生成白色沉淀B的离子方程式：HCO₃^-+Ba²⁺+OH^-=BaCO₃↓+H₂O．
（2）待测液中肯定不存在的阳离子是Fe³⁺、Ba²⁺．
（3）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CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-．
②沉淀A中能还原稀硝酸的成分是BaSO₃（写化学式）．

Answer 1

分析 （1）（2）待测液和氯化钡溶液反应得到沉淀A，则溶液中可能含有CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-，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CO₃^2-，可能存在SO₃^2-、SO₄^2-中的两种或一种，根据离子共存知，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⁺、HCO₃^-，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^-；
（3）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SO₃^2-，不能确定是否含有SO₄^2-，沉淀A中一定含有BaCO₃，BaSO₃．

解答 解：待测液和氯化钡溶液反应得到沉淀A，则溶液中可能含有CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-，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CO₃^2-，可能存在SO₃^2-、SO₄^2-中的两种或一种，根据离子共存知，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⁺、HCO₃^-，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，
故答案为：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⁺，
故答案为：Fe³⁺、Ba²⁺；
（3）由上述分析可知，溶液中一定含有CO₃^2-、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SO₃^2-，不能确定是否含有SO₄^2-，沉淀A中一定含有BaCO₃，BaSO₃，
①待测液中一定含有的阴离子是CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-，
故答案为：CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-；
②沉淀A中BaCO₃，BaSO₃能与稀硝酸反应，其中能够还原稀硝酸的为BaSO₃，
故答案为：BaSO₃．

点评 本题考查了离子的推断、检验，熟悉物质的性质是解本题关键，根据实验过程中反应现象、离子共存条件来确定溶液中存在的离子，注意根据溶液中电荷守恒确定钾离子是否存在，同时考查学生综合运用知识解决问题的能力，题目难度较大．