Question

【题目】某化学研究性学习小组对某无色水样的成分进行检验，已知该水样中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、CO、SO、Cl﹣中的若干种离子．该小组同学取100mL水样进行实验，向水样中先滴加硝酸钡溶液，再滴加1mol/L的硝酸，实验过程中沉淀质量的变化情况如下图所示：（提示:Al3+与CO不共存）

（1）水样中一定含有的阴离子是_____，其物质的量浓度之比为_____．

（2）写出BC段所表示反应的离子方程式：_____．

（3）由B到C点变化过程中消耗硝酸的体积为_____．

（4）试根据实验结果推测K+是否存在？_____（填“是”或“否”）；若存在，K+的物质的量浓度c（K+）的范围是_____．（若K+不存在，则不必回答该问）．

Answer 1

【答案】 SO42﹣、CO32﹣ 1：2 BaCO3+2H+═Ba2++CO2↑+H2O 40.0mL 是 c（K+）≥0.6mol/L

【解析】该水样为无色溶液，故Fe3+、Cu2+不存在于水样中，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SO42-，CO32-，又因为Al3+与CO32-发生双水解，CO32-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（SO42-）==0.01mol，n（CO32-）=n（BaCO3）==0.02mol；c（SO42-）：c（CO32-）=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+）≥0.6mol/L；（1）水样中一定含有的阴离子是SO42-、CO32-；其物质的量浓度之比为1：2；（2）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；（3）由B到C点变化过程中依据图象分析软件的碳酸钡n（BaCO3）= =0.02mol；消耗稀硝酸物质的量为0.04mol，消耗硝酸的体积== =0.04L=40mL；（4）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+）≥0.6mol/L。