Question

下列是某无色水样成分的检验,已知该水样中只可能含K⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Ca²⁺、C、S、Cl^-中的若干种离子,该小组同学取100 mL水样进行实验:向样品中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1 mol·L^-1硝酸,实验过程中沉淀质量的变化如下图所示:

(1)水样中一定含有的阴离子是　　　　,其物质的量浓度之比为　　　　　　。

(2)写出BC段曲线所表示反应的离子方程式:                           

　                                                               。

(3)由B点到C点变化过程中消耗硝酸的体积为　　　          。

(4)试根据实验结果推测K⁺是否存在?　　　　(填“是”或“否”);若存在,K⁺的物质的量浓度c(K⁺)的范围是　　　　　　　　(若K⁺不存在,则不必回答)。

(5)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)S、C 1∶2

(2)BaCO3+2H+====Ba2++CO2↑+H2O (3)40 mL

(4)是 c(K+)≥0．6 mol·L-1

(5)取少量水样于试管中,向其中加入过量的硝酸钡溶液和稀硝酸,待沉淀完全后,向上层清液中滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则原水样中含Cl-,若不产生白色沉淀,则原水样中不含Cl-

【解析】

试题分析：(1)该水样为无色溶液,Fe3+、Cu2+不存在,依据图像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S、C,又因为C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(S)==0．01 mol,m(BaCO3)=6．27 g-2．33 g=3．94 g,n(C)=

n(BaCO3)==0．02 mol;c(S)∶c(C)=1∶2;(2)BC段所表示反应是碳酸钡溶于稀硝酸的反应,反应的离子方程式为BaCO3+2H+====Ba2++CO2↑+H2O;

(3)由B点到C点变化过程中依据图像分析溶解的碳酸钡的物质的量n(BaCO3)

=0．02 mol;消耗稀硝酸物质的量为0．04 mol,消耗硝酸的体积==0．04 L

=40 mL;(4)依据电解质溶液呈电中性,阳离子K+一定存在;根据电荷守恒得到:

0．01 mol×2+0．02 mol×2+n(Cl-)=n(K+)推知n(K+)≥0．06 mol,则c(K+)≥

0．6 mol·L-1;(5)可能存在的离子是Cl-,实验设计为:取少量水样于试管中,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。

考点：离子反应