Question

已知1L无色待测液中除含有0.2mo/L的Na^＋外，还可能含下列离子中的一种或几种：

阳离子	K^+、NH4^+、Ca^2+、Ba^2+、Fe^3+
阴离子	Cl^-、Br^-、CO3^2-、HCO3^-、SO4^2-

现进行如图实验操作(每次实验所加试剂均过量)

(1)由气体B可确定待测液中含有的离子是___________。

(2)由白色沉淀D和白色沉淀E可以判定待测液中一定含有的离子是___________，据此可以确定待液中一定不存在的离子是___________。

(3)由白色沉淀B可确定待测液中含有的离子是___________。

(4)某同学认为待液中一定不含溴离子，判断的依据是______________________。

(5)综上分析，待测液中K^＋的最小浓度为___________。

Answer

NH4+ CO32-、SO42- Ca2+、Ba2+ HCO3- 向滤液B中通入氯气溶液呈浅黄绿色（或加入硝酸银溶液，出现白色沉淀） 0.1mol/L

【解析】

无色待测液一定不存在Fe3+，待测液和氯化钡溶液反应得到沉淀A，则溶液中可能含有CO32-、SO42-，向沉淀中加入稀硝酸生成气体，且有部分沉淀不溶解，则溶液中存在CO32-和SO42-，根据离子共存知，溶液中不存在Ca2+、Ba2+；滤液A中有Ba2+，加入过量的NaOH溶液得到气体B、白色沉淀B，则溶液中一定含有NH4+、HCO3-，气体B为NH3，白色沉淀B为BaCO3，滤液B中通入氯气，得浅黄绿色溶液，溶液中一定没有Br-，滤液B中加入硝酸银、硝酸溶液得到白色沉淀C，C为AgCl，说明滤液B中含有Cl-，由于加入氯化钡溶液，不能确定原溶液中是否含有Cl-，以此解答该题。

（1）由以上分析可知气体B为NH3，则溶液中一定含有NH4+；

(2) 若无色气体D通入石灰水中，石灰水变浑浊，则D为CO2，E为CaCO3，溶液中含有CO32-；加入氯化钡生成白色沉淀，沉淀D不溶于稀硝酸，D一定是BaSO4，可以判定待测液中一定含有的离子是SO42-；根据离子共存，一定不存在Ca2+、Ba2+；

(3) 滤液A中有Ba2+，说明A中一定没有CO32-，加入过量的NaOH溶液得到白色沉淀B，沉淀B一定是碳酸钡，则原待测液中含有的离子是HCO3-；

(4) 滤液B中通入氯气，得浅黄绿色溶液，溶液中一定没有Br-；

(5) n(CO32-)=、n(SO42-)=、n(HCO3-)=、n(NH4+)=；溶液中电荷呈中性，2×n(SO42-)+1×n(HCO3-)+2×n(CO32-)=2×0.05mol+1×0.1mol+2×0.1mol=0.4mol，n(NH4+)+n(Na+)=0.1mol×1+0.2mol=0.3mol；由于阳离子所带的正电荷总数小于负电荷总数，所以一定含有阳离子K＋；若原溶液中不存在Cl-，则K+其物质的量是0.4mol－0.3mol=0.1mol，K+浓度是c(K+)=0.1mol÷1L=0.1mol/L，若存在Cl-，则K+的浓度应该大于0.1mol/L。