Question

10．下列是某化学研究性学习小组对某无色水样成分的检验过程，已知该水样中只可能含有 K⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Ca²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-中的若干种离子，该小组同学取 100mL 水样进行实验：向样品中先滴加氯化钡溶液，再滴加 1mol•L^-1 盐酸，实验过程中沉淀质量的变化如图所示．下列说法正确的是（　　）

• A． 水样中一定不存在Fe³⁺、Cu²⁺，可能存在Ag⁺
• B． 水样中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-
• C． BC段曲线所表示的离子方程式为CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑
• D． 水样中一定存在K⁺，且c（K⁺）≥0.6mol•L^-1

Answer 1

分析 该水样为无色溶液，水样Fe³⁺、Cu²⁺不存在，依据图象分析加入硝酸钡溶液生成沉淀，加入稀硝酸，沉淀部分溶解证明水样中一定含有SO₄^2-，CO₃^2-，又因为Al³⁺与CO₃^2-发生双水解，CO₃^2-与Ag⁺、Ca²⁺、Mg²⁺发生反应生成沉淀不能大量存在，所以Al³⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Mg²⁺不存在；依据电解质溶液中电荷守恒分析判断阳离子的存在，原溶液中可能含有Cl^-，依据电解质溶液中电荷守恒，阳离子K⁺一定存在．

解答 解：该水样为无色溶液，水样Fe³⁺、Cu²⁺不存在，依据图象分析加入硝酸钡溶液生成沉淀，加入稀硝酸，沉淀部分溶解证明水样中一定含有SO₄^2-，CO₃^2-，又因为Al³⁺与CO₃^2-发生双水解，CO₃^2-与Ag⁺、Ca²⁺、Mg²⁺发生反应生成沉淀不能大量存在，所以Al³⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Mg²⁺不存在；n（SO₄^2-）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，n（CO₃^2-）=n（BaCO₃）=$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol；c（SO₄^2-）：c（CO₃^2-）=1：2；原溶液中可能含有Cl^-，依据电解质溶液中电荷守恒，阳离子K⁺一定存在；根据电荷守恒得到：0.01mol×2+0.02mol×2+n（Cl^-）=n（K⁺）推知n（K₊）≥0.06mol，则c（K⁺）≥0.06mol/L，
A．上述分析可知水样中一定不存在Fe³⁺、Cu²⁺，不存在Ag⁺，故A错误；
B．水样中一定含有SO₄^2-，CO₃^2-，可能含有Cl^-，故B错误；
C．BC段所表示反应是碳酸钡溶于稀硝酸的反应，反应的离子方程式：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O，故C错误；
D．依据电解质溶液中电荷守恒，阳离子K⁺一定存在；根据电荷守恒得到：0.01mol×2+0.02mol×2+n（Cl^-）=n（K⁺）推知n（K₊）≥0.06mol，则c（K⁺）≥0.06mol/L，故D正确；
故选D．

点评 本题考查了离子检验的实验方法分析判断，离子检验的试剂选择和现象分析，电解质溶液中电荷守恒的计算应用，仔细审题，综合分析是解题关键，题目难度中等．