Question

【题目】1000mL某待测液中除含有0.2molL﹣1的Na+外，还可能含有下列离子中的一种或多种：

阳离子	K+、NH4+、Fe3+、Ba2+
阴离子	Cl﹣、Br﹣、CO32﹣、HCO3﹣、SO32﹣、SO42﹣

现进行如下实验操作（所加试剂均过量）：

（1）写出生成白色沉淀B的离子方程式： ．
（2）若无色气体D是单一气体： ①将阴离子的物质的量浓度填入下表中（一定不存在的填“0”，不能确定的填“？”）：

阴离子	Cl﹣	Br﹣	CO32﹣	HCO3﹣	SO32﹣	SO42﹣
浓度/molL﹣1

②判断原溶液中K+是否存在，若存在，求其物质的量浓度的最小值，若不存在，请说明理由： ．
（3）若无色气体D是混合气体，待测液中一定含有的阴离子是 ．

Answer 1

【答案】
（1）HCO3﹣+Ba2++OH﹣=BaCO3↓+H2O
（2）存在，K+离子最小浓度为0.1mol/L
（3）CO32﹣、HCO3﹣、SO32﹣
【解析】解：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HCO3﹣、Ba2+、OH﹣反应生成，反应离子方程式为：HCO3﹣+Ba2++OH﹣=BaCO3↓+H2O，
故答案为：HCO3﹣+Ba2++OH﹣=BaCO3↓+H2O；（2）①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= =0.1mol，则n（HCO3﹣）=0.1mol，故c（HCO3﹣）= =0.1mol/L，
E（碳酸钙）的物质的量= =0.1mol，则n（CO32﹣）=0.1mol，故c（CO32﹣）= =0.1mol/L，
D（硫酸钡）的物质的量= =0.05mol，则n（SO42﹣）=0.05mol，故c（SO42﹣）= =0.05mol/L，
故答案为：

阴离子	Cl﹣	Br﹣	CO32﹣	HCO3﹣	SO32﹣	SO42﹣
浓度/molL﹣1	？	0	0.1	0.1	0	0.05

②n（NH4+）=n（NH3）= =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，
故答案为：存在；K+离子最小浓度为0.1mol/L；（3）①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﹣ ， 待测液中一定含有的阴离子是CO32﹣、HCO3﹣、SO32﹣ ，
故答案为：CO32﹣、HCO3﹣、SO32﹣ ．
（1）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﹣；（2）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﹣ ， 计算B（碳酸钡）、E（碳酸钙）、硫酸钡的物质的量，根据离子守恒计算各离子的浓度；
根据电荷守恒判断是否含有钾离子，若溶液含有K+ ， 当溶液中没有Cl﹣ ， K+离子浓度最小，根据电荷守恒计算；（3）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﹣ ．