Question

【題目】（12分）1000ml某待測溶液中除含有0.2mol·L－1的Na+外，還可能含有下列離子中的一種或多種：

陽離子	K+、NH4+、Fe3+、Ba2+
陰離子	Cl－、Br－、CO32－、HCO3－、SO32－、SO42－

現進行如下實驗操作（每次實驗所加試劑均過量）：

（1）寫出生成白色沉淀B的離子方程式： 。

（2）待測液中肯定不存在的陽離子是 。

（3）若無色氣體D是單一氣體：判斷原溶液中K＋是否存在 （填是或否），若存在，求其物質的量濃度的最小值，若不存在，請說明理由： 。

（4）若無色氣體D是混合氣體：

①待測液中一定含有的陰離子是 。

②沉淀A中能與稀硝酸反應的成分是 （寫化學式）。

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】

試題分析：待測液和氯化鋇溶液反應得到沉淀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，則溶液中存在CO32－，可能存在SO32－、SO42－中的兩種或一種，根據離子共存存知，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+、Ba2+ ，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-反應生成，反應離子方程式為：HCO3－+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O；（2）由上述分析可知，溶液中一定沒有的陽離子是：Fe3+、Ba2+；（3）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，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待測液中一定含有的陰離子是CO32－、HCO3－、SO32－；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，單位體積為正電荷=1×0.1mol/L+1×0.2mol/L=0.3mol/L，單位體積內負電荷=1×0.1mol/L+ 2×0.1mol/L+ 2×0.05mol/L =0.4mol/L，單位體積為正電荷＜單位體積內負電荷，故一定含有K+，當溶液中沒有Cl-，K+離子濃度最小，根據電荷守恒可知，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，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待測液中一定含有的陰離子是CO32－、HCO3－、SO32－；②沉淀A中BaCO3、BaSO3；BaSO3能與稀硝酸反應轉化為硫酸鋇，故沉淀A為：BaCO3、BaSO3。