Question

【题目】1 L某待测液中除含有0.2mol L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（每次实验所加试剂均过量）：

已知：无色气体D为单一气体。 请回答下列问题：

（1）气体B为_________(填化学式），白色沉淀E为________________（填化学式）。

（2）待测液中肯定存在的阴离子有______________________。

（3）写出生成白色沉淀B的离子方程式：_________________________________。

（4）判断原溶液中K+是否存在，若存在，其物质的量浓度的最小值为多少；若不存在，请说明理由：_________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 NH3 CaCO3 HCO3-、SO42-、CO32- HCO3- +Ba2++OH-==BaCO3↓+H2O 存在，其最小物质的量浓度为0.1 molL-1

【解析】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，气体B为氨气，无色气体D是单一气体，则D为CO2，E为CaCO3；（2）由上述分析可知，待测液中肯定存在的阴离子有HCO3-、SO42-、CO32-。（3）生成白色沉淀碳酸钡是由HCO3-、Ba2+、OH-反应生成，反应离子方程式为：HCO3- +Ba2++OH-＝BaCO3↓+H2O；（4）碳酸钡的物质的量=19.7g÷197g/mol=0.1mol，则n（HCO3-）=0.1mol，故c（HCO3-）=0.1mol÷1L=0.1mol/L，碳酸钙的物质的量=10g÷100g/mol=0.1mol，则n（CO32-）=0.1mol，故c（CO32-）=0.1mol÷1L=0.1mol/L，硫酸钡的物质的量=11.65g÷233g/mol=0.05mol，则n（SO42-）=0.05mol，故c（SO42-）=0.05mol÷1L=0.05mol/L，n（NH4+）=n（NH3）=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol，则c（NH4+）=0.1mol/L，溶液中c（Na+）=0.2mol/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。