Question

4．现有易溶强电解质的混合溶液10L，其中可能含存K⁺、Ba²⁺、Na⁺、NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-、AlO₂^-、OH^-中的几种，向其中通入CO₂气体，产生沉淀的量与通入CO₂的量之间的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）

• A． 该溶液中能确定存在的离子是 Ba²⁺、AlO₂^-、NH₄⁺
• B． 肯定不存在的离子是SO₄^2-、OH^-
• C． 若不能确定的离子中至少还存在一种阳离子，则该离子的最小浓度为0.2mol/L
• D． OA 段反应的离子方程式：2 AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-

Answer 1

分析 通入二氧化碳，在OA段产生沉淀，说明一定含Ba²⁺，根据离子共存条件，一定不含SO₄^2-，因二者反应会生成硫酸钡沉淀；在BC段产生沉淀，说明含AlO₂^-，AlO₂^-存在碱性环境，故一定含OH^-，不含NH₄⁺，因NH₄⁺与OH^-反应放氨气，根据OA段，通入1mol二氧化碳生成1mol沉淀，所以 Ba²⁺为1mol，反应方程式为：Ba（OH）₂+CO₂=BaCO₃↓+H₂O，AB段沉淀不变，说明二氧化碳和OH^-反应，结合OA段可知含 OH^-共2.5mol，根据BC段可知发生反应：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，故消耗二氧化碳0.5mol，即AlO₂^-的物质的量为1mol，CD段发生反应：CO₃^2-+CO₂+H₂O═2HCO₃^-，DE段发生反应：BaCO₃+CO₂+H₂O═Ba²⁺+2HCO₃^-，根据电荷守恒，所含阳离子所带正电荷为Ba²⁺所带：2mol，阴离子所带负电荷为AlO₂^-、OH^-所带：2.5mol+1mol=3.5mol，故一定还含阳离子，根据电荷守恒，计算出所含阳离子物质的量，进而计算出浓度．

解答 解：通入二氧化碳，在OA段产生沉淀，说明一定含Ba²⁺，根据离子共存条件，一定不含SO₄^2-，因二者反应会生成硫酸钡沉淀；在BC段产生沉淀，说明含AlO₂^-，AlO₂^-存在碱性环境，故一定含OH^-，不含NH₄⁺，因NH₄⁺与OH^-反应放氨气，根据OA段，通入1mol二氧化碳生成1mol沉淀，所以 Ba²⁺为1mol，反应方程式为：Ba（OH）₂+CO₂=BaCO₃↓+H₂O，AB段沉淀不变，说明二氧化碳和OH^-反应，结合OA段可知含 OH^-共2.5mol，根据BC段可知发生反应：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2A l（OH）₃↓+CO₃^2-，故消耗二氧化碳0.5mol，即AlO₂^-的物质的量为1mol，CD段发生反应：CO₃^2-+CO₂+H₂O═2HCO₃^-，DE段发生反应：BaCO₃+CO₂+H₂O═Ba²⁺+2HCO₃^-，根据电荷守恒，所含阳离子所带正电荷为Ba²⁺所带：2mol，阴离子所带负电荷为AlO₂^-、OH^-所带：2.5mol+1mol=3.5mol，故一定还含阳离子．
A．根据以上分析，该溶液中能确定存在的离子是Ba²⁺、AlO₂^-、OH^-，故A错误；
B..根据以上分析，该溶液中一定不含：NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-，故B错误；
C．不能确定离子中至少还存在一种阳离子存在，所给阳离子中还有K⁺、Na⁺没确定，可通过焰色反应来鉴别；根据电荷守恒，所含离子的物质的量设为n，则有：n+2mol=4mol，n=2，浓度为：$\frac{2.0mol}{10L}$=0.20mol/L，故C正确；
D．BC段反应的离子方程式：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2A l（OH）₃↓+CO₃^2-，故D错误；
故选C．

点评 本题考查了离子的推断，难度较大，关键是搞清反应原理结合离子共存和电荷守恒解答．