题目内容
1 000mL某待测液中除含有0.2mol?L-1的Na+外，还可能含有下列离子中的一种或多种：
现进行如下实验操作（每次实验所加试剂均过量）：
（1）写出生成白色沉淀B的离子方程式： ．
（2）待测液中肯定不存在的阳离子是 ．
（3）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“？”）：
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： ．
（4）若无色气体D是混合气体：
①待测液中一定含有的阴离子是 ．
②沉淀A中能与稀硝酸反应的成分是 （写化学式）．
| 阳离子 | K+、NH4+、Fe3+、Ba2+ |
| 阴离子 | Cl-、Br-、CO32-、HCO3-、SO32-、SO42- |
（1）写出生成白色沉淀B的离子方程式：
（2）待测液中肯定不存在的阳离子是
（3）若无色气体D是单一气体：
| 阴离子 | Cl- | Br- | CO32- | HCO3- | SO32- | SO42- |
| 浓度/mol?L-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：
（4）若无色气体D是混合气体：
①待测液中一定含有的阴离子是
②沉淀A中能与稀硝酸反应的成分是
考点：无机物的推断,离子方程式的书写
专题：推断题,离子反应专题
分析：（1）（2）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-；
（3）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；
（4）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-，沉淀A中一定含有BaCO3，BaSO3．
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-；
（3）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；
（4）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-，沉淀A中一定含有BaCO3，BaSO3．
解答：
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）由上述分析可知，溶液中一定没有的阳离子是：Fe3+、Ba2+，
故答案为：Fe3+、Ba2+；
（3）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：
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；
（4）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-，沉淀A中一定含有BaCO3，BaSO3，
①待测液中一定含有的阴离子是CO32-、HCO3-、SO32-，故答案为：CO32-、HCO3-、SO32-；
②沉淀A中BaCO3，BaSO3能与稀硝酸反应，故答案为：BaCO3、BaSO3．
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）由上述分析可知，溶液中一定没有的阳离子是：Fe3+、Ba2+，
故答案为：Fe3+、Ba2+；
（3）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=
| 19.7 |
| 197g/mol |
| 0.1mol |
| 1L |
E（碳酸钙）的物质的量=
| 10g |
| 100g/mol |
| 0.1mol |
| 1L |
D（硫酸钡）的物质的量=
| 11.65g |
| 233g/mol |
| 0.05mol |
| 1L |
故答案为：
| 阴离子 | Cl- | Br- | CO32- | HCO3- | SO32- | SO42- |
| 浓度/mol?L-1 | ？ | 0 | 0.1 | 0.1 | 0 | 0.05 |
| 2.24L |
| 22.4L/mol |
故答案为：存在；K+离子最小浓度为0.1mol/L；
（4）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-，沉淀A中一定含有BaCO3，BaSO3，
①待测液中一定含有的阴离子是CO32-、HCO3-、SO32-，故答案为：CO32-、HCO3-、SO32-；
②沉淀A中BaCO3，BaSO3能与稀硝酸反应，故答案为：BaCO3、BaSO3．
点评：本题考查了离子的推断、检验，熟悉物质的性质是解本题关键，根据实验过程中反应现象、离子共存条件来确定溶液中存在的离子，注意根据溶液中电荷守恒确定钾离子是否存在，同时考查学生综合运用知识解决问题的能力，题目难度较大．
练习册系列答案
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