Question

1 000 mL某待测溶液中除含有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^＋、NH、Fe^3＋、Ba^2＋
阴离子	Cl^－、Br^－、CO、HCO、SO、SO

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：判断原溶液中K^＋是否存在____(填“是”或“否”)，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

Ba2＋＋HCO＋OH－===BaCO3↓＋H2O Fe3＋、Ba2＋ 是 0.1mol·L－1 CO、HCO、SO BaCO3、BaSO3

【解析】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-、SO32-、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-，可能存在SO32-、SO42-中的两种或一种，根据离子共存知，溶液中不存在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-，一定不存在Fe3+，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-；

（1）由上述分析可知，白色沉淀B为碳酸钡，是由Ba2＋、HCO3－、OH－反应生成，反应离子方程式为：Ba2＋＋HCO3－＋OH－＝BaCO3↓＋H2O；（2）由上述分析可知，溶液中一定没有的阳离子是：Fe3＋、Ba2＋；（3）由上述分析可知，不能确定原溶液中是否含有Cl-，溶液中一定没有Br-。若无色气体D是单一气体，则D为CO2，E为CaCO3，溶液中含有CO32-，白色沉淀D只能为BaSO4，溶液中一定没有SO32-，一定含有SO42-，B（碳酸钡）的物质的量=19.7g÷197g/mol=0.1mol，则n（HCO3－）=0.1mol，故c（HCO3－）=0.1mol÷1L=0.1mol/L，E（碳酸钙）的物质的量=10g÷100g/mol=0.1mol，则n（CO32-）=0.1mol，故c（CO32-）=0.1mol÷1L=0.1mol/L，D（硫酸钡）的物质的量=11.65g÷233g/mol=0.05mol，则n（SO42-）=0.05mol，故c（SO42-）=0.05mol÷1L=0.05mol/L， n（NH4+）=n（NH3）=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol，则c（NH4+）=0.1mol/L，溶液中c（Na+）=0.2mol/L，c（HCO3－）=0.1mol/L，c（CO32-）=0.1mol/L，c（SO42-）＝0.05mol/L，单位体积为正电荷=1×0.1mol/L+1×0.2mol/L=0.3mol/L，单位体积内负电荷=1×0.1mol/L+2×0.1mol/L+2×0.05mol/L=0.4mol/L，则单位体积为正电荷＜单位体积内负电荷，故一定含有K+，当溶液中没有Cl-，K+离子浓度最小，根据电荷守恒可知，c（K+）最小浓度=0.4mol/L-0.3mol/L=0.1mol/L；（4）由上述分析可知，溶液中一定含有CO32-、HCO3-，不能确定原溶液中是否含有Cl-，溶液中一定没有Br－。若无色气体D是混合气体，只能为CO2、NO混合气体，白色沉淀D只能为BaSO4，溶液中一定含有SO32-，不能确定是否含有SO42-，沉淀A中一定含有BaCO3，BaSO3，则①待测液中一定含有的阴离子是CO32-、HCO3-、SO32-；②沉淀A中BaCO3，BaSO3能与稀硝酸反应。