Question

【題目】1000mL某待測液中除含有0．2molL﹣1的Na+外，還可能含有下列離子中的一種或多種：

陽離子	K+、NH4+、Fe3+、Ba2+
陰離子	Cl﹣、Br﹣、CO32﹣、HCO3﹣、SO32﹣、SO42﹣

現進行如下實驗操作（所加試劑均過量）：

（1）寫出生成白色沉淀B的離子方程式： 。

（2）若無色氣體D是單一氣體：

①將陰離子的物質的量濃度填入下表中（一定不存在的填“0”，不能確定的填“？”）：

陰離子	Cl﹣	Br﹣	CO32﹣	HCO3﹣	SO32﹣	SO42﹣
濃度/molL﹣1

②判斷原溶液中K+是否存在，若存在，求其物質的量濃度的最小值，若不存在，請說明理由： 。

（3）若無色氣體D是混合氣體，待測液中一定含有的陰離子是 。

Answer 1

【答案】（1）HCO3﹣+Ba2++OH﹣＝BaCO3↓+H2O （2）①

陰離子	Cl﹣	Br﹣	CO32﹣	HCO3﹣	SO32﹣
濃度/molL﹣1	？	0	0．1	0．1	0

②存在；K+離子最小濃度為0．1mol/L；（3）CO32﹣、HCO3﹣、SO32﹣

【解析】

試題分析：根據流程圖可知，加入氯化鋇溶液后產生白色沉淀，向沉淀A中加入稀硝酸，部分沉淀不溶解，說明一定含有硫酸鋇，則沉淀A中硫酸根離子的物質的量是11．65g÷233g/mol＝0．05mol；若沉淀A中含有亞硫酸鋇，則可被硝酸氧化為硫酸鋇，所以不能說明原溶液中含有SO42－；沉淀部分溶解，產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，則沉淀A中一定含有碳酸鋇；說明原溶液中含有CO32－；碳酸鈣沉淀的質量是10．0g，說明碳酸根離子的物質的量是10．0g÷100g/mol＝0．1mol；則原溶液中一定不存在Fe3+、Ba2+；濾液A中加入氫氧化鈉溶液，產生氣體B，說明溶液A中含有銨根離子，則原溶液中含有銨根離子，其物質的量是2．24L÷22．4L/mol＝0．1mol；濾液A還能與氫氧化鈉溶液反應生成沉淀B，則該沉淀為碳酸鋇沉淀，說明原溶液中一定存在HCO3－，其物質的量是19．7g÷197g/mol＝0．1mol，說明原溶液中含有HCO3－的物質的量是0．1mol；向溶液B中通入氯氣，得到淺黃綠色溶液，說明原溶液中不含溴離子；向溶液B中加入硝酸和硝酸銀，產生白色沉淀為AgCl，但開始加入的氯化鋇溶液中含有氯離子，所以不能判斷原溶液中是否存在氯離子；

（1）溶液A中含有鋇離子，加入過量的氫氧化鈉溶液后，則氫氧根離子與碳酸氫根離子反應生成碳酸根離子和水，碳酸根離子與鋇離子反應生成碳酸鋇沉淀，離子方程式是HCO3﹣+Ba2++OH﹣＝BaCO3↓+H2O；

（2）①若無色氣體D是單一氣體，說明沉淀A中不含亞硫酸鋇，則溶液中不含亞硫酸根離子，所以一定含有硫酸根離子，其物質的量是0．05mol，根據以上分析可知，一定不存在的陰離子是溴離子、亞硫酸根離子；一定存在的陰離子是碳酸根離子、硫酸根離子、碳酸氫根離子，其物質的量分別是0．1mol、0．05mol、0．1mol；溶液的體積為1L，則離子的物質的量難點可以計算，其中氯離子不能確定；

②溶液中一定存在的陽離子是鈉離子和銨根離子，根據電荷守恒，一定存在的陰離子的電荷總物質的量濃度為0．1×2+0．05×2+0．1＝0．4mol/L，而鈉離子與銨根離子的物質的量濃度之和為0．2mol+0．1mol＝0．3mol/L＜0．4mol/L，所以一定存在鉀離子；因為氯離子不能確定，則鉀離子的物質的量濃度≥（0．1×2+0．05×2+0．1-0．2-0．1）mol/L＝0．1mol/L；

（3）若無色氣體D是混合氣體，則沉淀A中一定含有亞硫酸鋇，所以待測液中一定含有的陰離子是CO32－、HCO3－、SO32－。