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（每次实验所加试剂均过量）：

（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：

阴离子	Cl^-	Br^-	CO3^2-	HCO3^-	SO3^2-	SO4^2-^11777437
浓度/mol.L ^—

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

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中能与稀硝酸反应的成分是             (写化学式）。

Answer

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

（3）①

阴离子

Cl-

Br-

CO32-

HCO3-

SO32-

SO42-

浓度/mol·L－

？

0.1

0.1

0

0.05

②根据电荷守恒，c(K＋)最小浓度是(0.4－0.3)mol·L－1=0.1mol·L－1；因此：存在；K＋离子最小浓度为0.1mol·L－1；（4）①CO32－、HCO3－、SO32－；②BaCO3、BaSO3。

【解析】

试题分析：加入BaCl2溶液得到沉淀A，沉淀A可能是BaCO3，也可能是BaSO3，也可能是BaSO4或者是它们的混合物，根据离子守恒，原溶液一定不存在Ba2＋，加入氢氧化钠溶液出现气体，此气体为NH3，溶液中存在NH4＋，根据N元素守恒，n(NH4＋)＝n(NH3)＝2.24L÷22.4L/mol=0.1mol，生成白色沉淀，此沉淀是BaCO3，发生的反应式OH－＋HCO3－＋Ba2＋＝BaCO3↓＋H2O，原溶液一定存在HCO3－，Fe3＋和HCO3－发生双水解反应，原溶液中一定不存在Fe3＋，n(HCO3－)＝n(BaCO3)＝19.7g÷197g/mol=0.1mol，溶液B中通入氯气，溶液显浅黄绿色，说明原溶液中无Br－，

（1）根据上述分析，发生的反应是：HCO3－＋Ba2＋＋OH－＝BaCO3↓＋H2O；

（2）根据上述分析，一定没有的阳离子是Fe3＋、Ba2＋；

（3）①如果气体的单一气体，则只能为CO2，说明原溶液中含有CO3－，n(CO32－)＝n(CaCO3)＝10.0g÷100g/mol＝0.1mol，沉淀D为BaSO4，原溶液中一定含有SO42－，n(SO42－)＝n(BaSO4)＝11.65g÷233g/mol＝0.05mol，溶液B中加入AgNO3和硝酸，有白色沉淀生成，此白色沉淀为AgCl，不能说明原溶液中一定含有Cl－，有BaCl2溶液引入，因此有（见答案）；

②根据溶液显电中性，NH4＋含有电荷数为0.1mol·L－1，阴离子具有电荷数为（0.1×2＋0.1＋0.05×2)mol=0.4mol，显然电荷不守恒，溶液中一定存在K＋，且c(K＋)最小浓度是(0.4－0.3)mol·L－1=0.1mol·L－1；

（4）D为混合气体，沉淀A为BaCO3和BaSO3，可能含有BaSO4，因此原溶液中一定含有阴离子是：CO32－、HCO3－、SO32－；②根据以上分析可知沉淀A中能与稀硝酸反应的成分是BaCO3、BaSO3。

考点：考查离子的检验、电荷守恒的思想等知识。