Question

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^+、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）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：    。

（3）若无色气体D是混合气体，待测液中一定含有的阴离子是                   。

Answer

（1）HCO3﹣+Ba2++OH﹣＝BaCO3↓+H2O （2）①

阴离子

Cl﹣

Br﹣

CO32﹣

HCO3﹣

SO32﹣

浓度/mol•L﹣1

？

0

0．1

0．1

0

②存在；K+离子最小浓度为0．1mol/L；（3）CO32﹣、HCO3﹣、SO32﹣

【解析】

试题分析：根据流程图可知，加入氯化钡溶液后产生白色沉淀，向沉淀A中加入稀硝酸，部分沉淀不溶解，说明一定含有硫酸钡，则沉淀A中硫酸根离子的物质的量是11．65g÷233g/mol＝0．05mol；若沉淀A中含有亚硫酸钡，则可被硝酸氧化为硫酸钡，所以不能说明原溶液中含有SO42－；沉淀部分溶解，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，则沉淀A中一定含有碳酸钡；说明原溶液中含有CO32－；碳酸钙沉淀的质量是10．0g，说明碳酸根离子的物质的量是10．0g÷100g/mol＝0．1mol；则原溶液中一定不存在Fe3+、Ba2+；滤液A中加入氢氧化钠溶液，产生气体B，说明溶液A中含有铵根离子，则原溶液中含有铵根离子，其物质的量是2．24L÷22．4L/mol＝0．1mol；滤液A还能与氢氧化钠溶液反应生成沉淀B，则该沉淀为碳酸钡沉淀，说明原溶液中一定存在HCO3－，其物质的量是19．7g÷197g/mol＝0．1mol，说明原溶液中含有HCO3－的物质的量是0．1mol；向溶液B中通入氯气，得到浅黄绿色溶液，说明原溶液中不含溴离子；向溶液B中加入硝酸和硝酸银，产生白色沉淀为AgCl，但开始加入的氯化钡溶液中含有氯离子，所以不能判断原溶液中是否存在氯离子；

（1）溶液A中含有钡离子，加入过量的氢氧化钠溶液后，则氢氧根离子与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子和水，碳酸根离子与钡离子反应生成碳酸钡沉淀，离子方程式是HCO3﹣+Ba2++OH﹣＝BaCO3↓+H2O；

（2）①若无色气体D是单一气体，说明沉淀A中不含亚硫酸钡，则溶液中不含亚硫酸根离子，所以一定含有硫酸根离子，其物质的量是0．05mol，根据以上分析可知，一定不存在的阴离子是溴离子、亚硫酸根离子；一定存在的阴离子是碳酸根离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子，其物质的量分别是0．1mol、0．05mol、0．1mol；溶液的体积为1L，则离子的物质的量难点可以计算，其中氯离子不能确定；

②溶液中一定存在的阳离子是钠离子和铵根离子，根据电荷守恒，一定存在的阴离子的电荷总物质的量浓度为0．1×2+0．05×2+0．1＝0．4mol/L，而钠离子与铵根离子的物质的量浓度之和为0．2mol+0．1mol＝0．3mol/L＜0．4mol/L，所以一定存在钾离子；因为氯离子不能确定，则钾离子的物质的量浓度≥（0．1×2+0．05×2+0．1-0．2-0．1）mol/L＝0．1mol/L；

（3）若无色气体D是混合气体，则沉淀A中一定含有亚硫酸钡，所以待测液中一定含有的阴离子是CO32－、HCO3－、SO32－。

【考点定位】本题主要是考查溶液中离子成分的计算与判断

【名师点晴】该题难度较大，对学生的思维能力要求较高。根据离子的特征反应及离子间的共存情况，进行离子推断时要遵循以下三条原则：（1）互斥性原则。判断出一定有某种离子存在时，将不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没有的离子。（2）电中性原则。溶液呈电中性，溶液中一定有阳离子和阴离子，不可能只有阳离子或阴离子。（3）进出性原则。离子检验时，加入试剂会引入新的离子，某些离子在实验过程中可能消失(如溶液中的AlO在酸过量时转化为Al3＋)，则原溶液中是否存在该种离子无法判断。解答时，首先，必须以扎实全面的基础知识作后盾。扎实全面的基础知识是考生认真、准确解答试题的前提和基础。例如考生要对离子的性质、离子的特征、离子间的反应关系要有准确全面的认识。其次，必须要有正确清晰的解题思路和正确灵活的解题方法。