Question

（18分）1000mL某待测液中除含有0．2 mol·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^+、Fe^3+、Ba^2+
阴离子	Cl^－、Br^－、CO3^2－、HCO3^－、SO3^2－、SO4^2－

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：_______________。

（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：

①将阴离子的物质的量浓度填入下表中（一定不存在的填“0”，不能确定的填“?”）：

阴离子	Cl^－	Br^－	CO3^2－	HCO3^－	SO3^2－	SO4^2－
浓度/ mol·L^－1

②判断原溶液中K^＋是否存在，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中能还原稀硝酸的成分是________________（写化学式）。

Answer

（18分）（1）HCO3－+OH－+ Ba2+ = BaCO3↓+H2O（2分） （2）Fe3+、Ba2+（2分）

（3）①（6分）

阴离子

Cl－

Br－

CO32－

HCO3－

SO32－

SO42－

浓度/ mol·L－1

?

0

0．1

0．1

0

0．05

②存在（1分），K＋物质的量浓度的最小值为0．1 mol·L－1（2分）

（4）①CO32－、HCO3－、SO32－（3分）；②BaSO3（2分）

【解析】

试题分析：（1）加入过量的氢氧化钠生成白色沉淀，说明原溶液中有碳酸氢根，碳酸氢根和氢氧根离子和钡离子反应生成碳酸钡沉淀，离子方程式为：HCO3－+OH－+ Ba2+ = BaCO3↓+H2O。（2）因为有碳酸氢根离子，所以没有铁离子，加入氯化钡有沉淀，说明原溶液中没有钡离子。

（3）①若无色气体D使单一气体，则为二氧化碳，原溶液中有碳酸根离子，根据白色沉淀E为碳酸钙10．0克，计算碳酸根离子有0．摩尔，则浓度为0．1mol/L。通过白色沉淀B为碳酸钡沉淀19．7克，计算碳酸氢根离子为0．1摩尔，浓度为0．1mol/L。溶液中没有亚硫酸根离子，因为亚硫酸根离子和硝酸反应生成一氧化氮气体。溶液中肯定有硫酸根离子，生成硫酸钡沉淀即白色沉淀D，11．65克，即0．05摩尔，则硫酸根离子浓度为0．05mol/L。因为加入 硝酸银有白色沉淀而没有浅黄色沉淀，且通入氯气溶液为浅黄绿色溶液，说明溶液中没有溴离子。因为刚开始就加入氯化钡，所以不能确定溶液中是否有氯离子。加入氢氧化钠产生了2．24升气体为氨气，说明溶液中有0．1摩尔的铵根离子，即物质的量浓度为0．1mol/L。②根据电荷守恒，现在阴离子的电荷总数=0．1*2+0．1+0．05*2=0．4，而阳离子的电荷总数为0．2+0．1=0．3，，所以钾离子肯定存在，因为溶液中还可能存在氯离子，所以K＋物质的量浓度的最小值为0．1 mol·L－1。（4）①若无色气体为混合物，则为二氧化碳和一氧化氮，则溶液中有碳酸根离子，亚硫酸根离子，和碳酸氢根离子，不能确定有无硫酸根。CO32－、HCO3－、SO32－；②沉淀A中能还原硝酸的物质为BaSO3。

考点： 离子检验和离子共存

【名师点睛】常见阴离子的检验方法：

离子

检验试剂

实验步骤

实验现象

离子方程式

CO32-

①BaCl2溶液、稀盐酸

向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸

加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，沉淀溶于稀盐酸，并放出无色无味气体

Ba2++CO32-=BaCO3↓ BaCO3+2H+＝Ba2++CO2↑+H2O

②稀盐酸、Ca(OH)2溶液

加入稀盐酸后放出的气体通入使澄清的Ca(OH)2溶液

加入稀盐酸后放出无色无味气体，通入澄清的Ca(OH)2溶液变浑浊

CO32-+2H+=H2O+CO2↑ Ca2++2OH-+CO2＝CaCO3↓+H2O

SO42-

BaCl2溶液、稀硝酸或稀盐酸

向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸

生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀

Ba2++SO42-=BaSO4↓

SO32-

①BaCl2溶液、稀盐酸

向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸

加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，沉淀溶于稀盐酸，并放出刺激性气味的气体

SO32-+2H+=H2O+SO2↑

②稀盐酸、品红溶液

加入稀盐酸后放出的气体通入品红溶液

加入稀盐酸后放出的气体使品红溶液褪色

SO32-+2H+=H2O+SO2↑

Cl-

AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸

向未知溶液中加入AgNO3溶液，再向沉淀中加入稀盐酸

生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀

Ag++Cl-=AgCl↓

Br-

AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸

生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的浅黄色沉淀

Ag++Br-=AgBr↓

I-

AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸

向未知溶液中加入AgNO3溶液，再向沉淀中加入稀盐酸

生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀

Ag++I-=AgI↓

②新制氯水，淀粉溶液

向未知溶液中加入新制氯水，再加入淀粉溶液

滴入新制Cl2，振荡后再滴入淀粉溶液，变蓝

Ag++I-=AgI↓ 2I-+Cl2=I2+2Cl- I2遇淀粉变蓝

注意： 1．若SO42-与Cl-同时检验，需注意检验顺序。应先用Ba(NO3)2溶液将SO42-检出，并滤去BaSO4，然后再用AgNO3检验Cl-。2．检验SO32-的试剂中，只能用盐酸，不能用稀硝酸。因为稀硝酸能把SO32-氧化成SO42-。3．若Ag+和Ba2+同时检验，也需注意检验顺序，应先用盐酸将Ag+检验出并滤去沉淀，然后再用稀硫酸检验Ba2+。