Question

3．某待测稀溶液中可能含有SO₃^2-、SO₄^2-、S^2-、CO₃^2-、HCO₃^-等阴离子，现进行如下实验操作（已知所加BaCl₂溶液、H₂SO₄、稀硝酸、澄清石灰水均过量；不考虑Ba²⁺与S^2-的反应）

（1）沉淀C的化学式为BaSO₄．
（2）生成沉淀B反应的离子方程式为HCO₃^-+NH₃•H₂O+Ba²⁺=BaCO₃↓+NH₄⁺+H₂O．
（3）若气体A是单一气体，则其为CO₂（填化学式，下同）；若气体A是混合气体，则其成分为NO、CO₂．（4）原待测液中是否含有CO₃^2-、HCO₃^-？含有
（5）原待测液中是否含有SO₃^2-、SO₄^2-？含有SO₄^2-、SO₃^2-中的一种或两种．

Answer 1

分析 待测液和氯化钡反应生成沉淀A，说明待测液中含有SO₄^2-、SO₃^2-、CO₃^2-中的一种、两种或三种，向沉淀中加稀硝酸后，沉淀部分溶解生成气体，说明待测液中含有碳酸根离子，亚硫酸钡能被硝酸氧化生成硫酸钡，则沉淀D是硫酸钡，所以此实验证明待测液中含有SO₄^2-、SO₃^2-中的一种或两种，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀E；
溶液A中加氨水生成沉淀，氨水和碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子，碳酸根离子和钡离子反应生成碳酸钡沉淀B，说明待测液中含有碳酸氢根离子，加入的氯化钡是过量的，钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，再根据元素化合物的性质分析解答．

解答 解：待测液和氯化钡反应生成沉淀A，说明待测液中含有SO₄^2-、SO₃^2-、CO₃^2-中的一种、两种或三种，向沉淀中加稀硝酸后，沉淀部分溶解生成气体，说明待测液中含有碳酸根离子，亚硫酸钡能被硝酸氧化生成硫酸钡，则沉淀D是硫酸钡，所以此实验证明待测液中含有SO₄^2-、SO₃^2-中的一种或两种，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀E；
溶液A中加氨水生成沉淀，氨水和碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子，碳酸根离子和钡离子反应生成碳酸钡沉淀B，说明待测液中含有碳酸氢根离子，加入的氯化钡是过量的，钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，再根据元素化合物的性质分析解答．
（1）通过以上分析知，沉淀C是BaSO₄，故答案为：BaSO₄；
（2）氨水和碳酸氢根离子、钡离子反应生成碳酸钡沉淀和铵根离子、水，离子方程式为HCO₃^-+NH₃•H₂O+Ba²⁺=BaCO₃↓+NH₄⁺+H₂O，
故答案为：HCO₃^-+NH₃•H₂O+Ba²⁺=BaCO₃↓+NH₄⁺+H₂O；
（3）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀E，所以气体A是必须含二氧化碳，若A是单一气体则是二氧化碳，当原溶液中有亚硫酸根时，沉淀A中含有亚硫酸钡，硝酸与亚硫酸钡发生氧化还原反应生成硫酸钡和一氧化氮气体，当A是混合气体时含有二氧化碳和一氧化氮，
故答案为：CO₂；NO、CO₂；
（4）通过以上分析知，待测液中含有CO₃^2-、HCO₃^-，故答案为：含有；
（5）通过以上分析知，待测液中含有SO₄^2-、SO₃^2-中的一种或两种，因为待测液加入BaCl₂溶液和稀HNO₃生成了BaSO₄沉淀，BaSO₄的生成可能来自SO₄^2-或SO₃^2-中的一种或两种；
故答案为：含有SO₄^2-、SO₃^2-中的一种或两种．

点评 本题考查元素化合物的特性和反应，用框图设问可以考查学生正向思维、逆向思维、发散和收敛思维，能根据题眼正确判断化合物是解本题的关键，注意所加BaCl₂、H₂SO₄、HNO₃、Ca（OH）₂均过量，硝酸能把亚硫酸钡氧化成硫酸钡．