Question

2．某无色溶液可能含Cu²⁺、K⁺、Cl^-、CO₃²、SO₄^2-、Ba²⁺，H⁺中的几种，现取100mL溶液完成以下实验：
（1）不用做实验即可推断Cu²⁺不存在．
（2）向100mL溶液中加入足量的Ba（NO₃）₂溶液，得到白色沉淀，将白色沉淀过滤出，然后向沉淀中加入足量稀盐酸，沉淀部分溶解，产生了2.24L气体（标况下），同时得到干燥沉淀23.3g，推断原溶液中是否含有CO₃^2-是．若含有，CO₃^2-的浓度=1mol/L（若不含，此空不填），是否含有SO₄^2-是．若含有，SO₄^2-的浓度=1mol/L（若不含，此空不填），并由此步实验推断出该溶液中一定不含有Ba²⁺、H⁺
（3）取（2）过滤后的滤液，加入AgNO₃溶液（假设溶液仍为100mL），产生14.35g白色沉淀，由此能否确定Cl^-的存在，若能，Cl^-的浓度为1mol/L．

Answer 1

分析 （1）该溶液为无色溶液，有颜色的离子不能存在；
（2）向100mL溶液中加入足量的Ba（NO₃）₂溶液，得到BaCO₃和BaSO₄，然后向沉淀中加入足量稀盐酸，BaCO₃沉淀溶解，同时得到干燥沉淀BaSO₄，说明该溶液中含有CO₃²、SO₄^2-，则一定不含Ba²⁺、H⁺；
（3）（2）过滤后的滤液不含有CO₃^2-、SO₄^2-，能与AgNO₃溶液反应生成白色沉淀的只能是Cl^-，n（Cl^-）=n（AgCl）=$\frac{m}{M}$，c（Cl^-）=$\frac{n}{V}$计算．

解答 解：（1）该溶液为无色溶液，而Cu²⁺为颜色，不能存在无色溶液，
故答案为：Cu²⁺；
（2）向100mL溶液中加入足量的Ba（NO₃）₂溶液，得到BaCO₃和BaSO₄，然后向沉淀中加入足量稀盐酸，BaCO₃沉淀溶解，同时得到干燥沉淀BaSO₄，说明该溶液中含有CO₃^2-、SO₄^2-，由于CO₃^2-与Ba²⁺、H⁺都能发生离子反应，则一定不含Ba²⁺、H⁺，
n（CO₃^2-）=n（CO₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，c（CO₃^2-）=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L，
n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{23.3g}{233g/mol}$=0.1mol，c（SO₄^2-）=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L，
故答案为：是；1mol/L；是；1mol/L；Ba²⁺、H⁺；
（3）（2）过滤后的滤液不含有CO₃^2-、SO₄^2-，能与AgNO₃溶液反应生成白色沉淀的只能是Cl^-，n（Cl^-）=n（AgCl）=$\frac{14.35g}{143.5g/mol}$=0.1mol，c（Cl^-）=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L，
故答案为：1mol/L．

点评 本题考查了常见离子检验的方法应用，主要是离子共存和反应现象的应用和分析判断，掌握离子性质是解题关键，题目难度中等．