Question

【題目】已知1L無色待測液中除含有0.2mo/L的Na＋外，還可能含下列離子中的一種或幾種：

陽離子	K+、NH4+、Ca2+、Ba2+、Fe3+
陰離子	Cl-、Br-、CO32-、HCO3-、SO42-

現進行如圖實驗操作(每次實驗所加試劑均過量)

(1)由氣體B可確定待測液中含有的離子是___________。

(2)由白色沉淀D和白色沉淀E可以判定待測液中一定含有的離子是___________，據此可以確定待液中一定不存在的離子是___________。

(3)由白色沉淀B可確定待測液中含有的離子是___________。

(4)某同學認為待液中一定不含溴離子，判斷的依據是______________________。

(5)綜上分析，待測液中K＋的最小濃度為___________。

Answer 1

【答案】NH4+ CO32-、SO42- Ca2+、Ba2+ HCO3- 向濾液B中通入氯氣溶液呈淺黃綠色（或加入硝酸銀溶液，出現白色沉淀） 0.1mol/L

【解析】

無色待測液一定不存在Fe3+，待測液和氯化鋇溶液反應得到沉淀A，則溶液中可能含有CO32-、SO42-，向沉淀中加入稀硝酸生成氣體，且有部分沉淀不溶解，則溶液中存在CO32-和SO42-，根據離子共存知，溶液中不存在Ca2+、Ba2+；濾液A中有Ba2+，加入過量的NaOH溶液得到氣體B、白色沉淀B，則溶液中一定含有NH4+、HCO3-，氣體B為NH3，白色沉淀B為BaCO3，濾液B中通入氯氣，得淺黃綠色溶液，溶液中一定沒有Br-，濾液B中加入硝酸銀、硝酸溶液得到白色沉淀C，C為AgCl，說明濾液B中含有Cl-，由于加入氯化鋇溶液，不能確定原溶液中是否含有Cl-，以此解答該題。

（1）由以上分析可知氣體B為NH3，則溶液中一定含有NH4+；

(2) 若無色氣體D通入石灰水中，石灰水變渾濁，則D為CO2，E為CaCO3，溶液中含有CO32-；加入氯化鋇生成白色沉淀，沉淀D不溶于稀硝酸，D一定是BaSO4，可以判定待測液中一定含有的離子是SO42-；根據離子共存，一定不存在Ca2+、Ba2+；

(3) 濾液A中有Ba2+，說明A中一定沒有CO32-，加入過量的NaOH溶液得到白色沉淀B，沉淀B一定是碳酸鋇，則原待測液中含有的離子是HCO3-；

(4) 濾液B中通入氯氣，得淺黃綠色溶液，溶液中一定沒有Br-；

(5) n(CO32-)=、n(SO42-)=、n(HCO3-)=、n(NH4+)=；溶液中電荷呈中性，2×n(SO42-)+1×n(HCO3-)+2×n(CO32-)=2×0.05mol+1×0.1mol+2×0.1mol=0.4mol，n(NH4+)+n(Na+)=0.1mol×1+0.2mol=0.3mol；由于陽離子所帶的正電荷總數小于負電荷總數，所以一定含有陽離子K＋；若原溶液中不存在Cl-，則K+其物質的量是0.4mol－0.3mol=0.1mol，K+濃度是c(K+)=0.1mol÷1L=0.1mol/L，若存在Cl-，則K+的濃度應該大于0.1mol/L。