Question

【題目】1000mL某待測液中除含有0.2mol.L-1的Na+外，還可能含有下列離子中的一種或多種：

陽離子	K+、NH4+、Fe3+、Ba2+
陰離子	Cl-、Br-、CO32-、HCO3-、SO32-、SO42-

現進行如下實驗操作（每次實驗所加試劑均過量）：

（1）寫出生成白色沉淀B的離子方程式: 。

（2）待測液中肯定不存在的陽離子是 。

（3）若無色氣體D是單一氣體：

陰離子	Cl-	Br-	CO32-	HCO3-	SO32-	SO42-11777437
濃度/mol.L —

①將陰離子的物質的量濃度填入上表中（一定不存在的填“0”，不能確定的填“？”)：

②判斷原溶液中K+是否存在，若存在，求其物質的量濃度的最小值，若不存在，請說明理由: 。

（4）若無色氣體D是混合氣體：

①待測液中一定含有的陰離子是 。

②沉淀A中能與稀硝酸反應的成分是 (寫化學式）。

Answer 1

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

（3）①

陰離子	Cl-	Br-	CO32-	HCO3-	SO32-	SO42-
濃度/mol·L－	？		0.1	0.1	0	0.05

②根據電荷守恒，c(K＋)最小濃度是(0.4－0.3)mol·L－1=0.1mol·L－1；因此：存在；K＋離子最小濃度為0.1mol·L－1；（4）①CO32－、HCO3－、SO32－；②BaCO3、BaSO3。

【解析】

試題分析：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或者是它們的混合物，根據離子守恒，原溶液一定不存在Ba2＋，加入氫氧化鈉溶液出現氣體，此氣體為NH3，溶液中存在NH4＋，根據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，發生的反應式OH－＋HCO3－＋Ba2＋＝BaCO3↓＋H2O，原溶液一定存在HCO3－，Fe3＋和HCO3－發生雙水解反應，原溶液中一定不存在Fe3＋，n(HCO3－)＝n(BaCO3)＝19.7g÷197g/mol=0.1mol，溶液B中通入氯氣，溶液顯淺黃綠色，說明原溶液中無Br－，

（1）根據上述分析，發生的反應是：HCO3－＋Ba2＋＋OH－＝BaCO3↓＋H2O；

（2）根據上述分析，一定沒有的陽離子是Fe3＋、Ba2＋；

（3）①如果氣體的單一氣體，則只能為CO2，說明原溶液中含有CO3－，n(CO32－)＝n(CaCO3)＝10.0g÷100g/mol＝0.1mol，沉淀D為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，此白色沉淀為AgCl，不能說明原溶液中一定含有Cl－，有BaCl2溶液引入，因此有（見答案）；

②根據溶液顯電中性，NH4＋含有電荷數為0.1mol·L－1，陰離子具有電荷數為（0.1×2＋0.1＋0.05×2)mol=0.4mol，顯然電荷不守恒，溶液中一定存在K＋，且c(K＋)最小濃度是(0.4－0.3)mol·L－1=0.1mol·L－1；

（4）D為混合氣體，沉淀A為BaCO3和BaSO3，可能含有BaSO4，因此原溶液中一定含有陰離子是：CO32－、HCO3－、SO32－；②根據以上分析可知沉淀A中能與稀硝酸反應的成分是BaCO3、BaSO3。