Question

6．1000ml某無色待測液中除含有0.2mol•L^-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-、CO32-、HCO3-、SO42-

現(xiàn)進行如下實驗操作（所加試劑均過量）：（已知：NH₄⁺+OH^-（濃）=NH₃↑+H₂O）

（1）原溶液中肯定存在的離子是（除Na⁺）CO₃^2-、HCO₃^-、SO₄^2-、K⁺、NH₄⁺，肯定不存在的離子是Fe³⁺、Ba²⁺．
（2）寫出生成白色沉淀B的離子方程式：HCO₃^-+Ba²⁺+OH^-=BaCO₃↓+H₂O．寫出沉淀A溶于稀硝酸的離子方程式：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑．
（3）將濾液A和沉淀A分開的操作是過濾，洗滌．洗滌的操作是沿玻璃棒繼續(xù)向漏斗中加水至剛好浸沒沉淀，待水自然流下后重復操作2-3次．

Answer 1

分析 待測液和氯化鋇溶液反應得到沉淀A，則溶液中可能含有CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-，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CO₃^2-，可能存在SO₃^2-、SO₄^2-中的兩種或一種，根據離子共存知，溶液中不存在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^-，一定不存在Fe³⁺，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^-，結合電荷守恒及離子反應來解答．

解答 解：待測液和氯化鋇溶液反應得到沉淀A，則溶液中可能含有CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-，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CO₃^2-，可能存在SO₃^2-、SO₄^2-中的兩種或一種，根據離子共存知，溶液中不存在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^-，一定不存在Fe³⁺，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^-；
n（NH₄⁺）=n（NH₃）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，則c（NH₄⁺）=0.1mol/L，溶液中c（Na⁺）=0.2mol/L，
B（碳酸鋇）的物質的量為$\frac{19.7g}{197g/mol}$=0.1mol，則n（HCO₃^-）=0.1mol，故c（HCO₃^-）=0.1mol/L，
E（碳酸鈣）的物質的量為$\frac{10g}{100g/mol}$=0.1mol，則n（CO₃^2-）=0.1mol，故c（CO₃^2-）=0.1mol/L，
D（硫酸鋇）的物質的量=$\frac{11.65g}{233g/mol}$=0.05mol，則n（SO₄^2-）=0.05mol，故c（SO₄^2-）=0.05mol/L，
c（HCO₃^-）=0.1mol/L，c（CO₃^2-）=0.1mol/L，c（SO₄^2-）=0.05mol/L，單位體積為正電荷=1×0.1mol/L+1×0.2mol/L=0.3mol/L，單位體積內負電荷=1×0.1mol/L+2×0.1mol/L+2×0.05mol/L=0.4mol/L，則單位體積為正電荷＜單位體積內負電荷，故一定含有K⁺，當溶液中沒有Cl^-，K⁺離子濃度最小，根據電荷守恒可知，c（K⁺）最小濃度為0.4mol/L-0.3mol/L=0.1mol/L，
（1）由上述分析可知，原溶液中肯定存在的離子是（除Na⁺）CO₃^2-、HCO₃^-、SO₄^2-、K⁺、NH₄⁺，溶液中一定沒有的陽離子是：Fe³⁺、Ba²⁺，
故答案為：CO₃^2-、HCO₃^-、SO₄^2-、K⁺、NH₄⁺；Fe³⁺、Ba²⁺；
（2）由上述分析可知，白色沉淀B為碳酸鋇，是由HCO₃^-、Ba²⁺、OH^-反應生成，反應離子方程式為HCO₃^-+Ba²⁺+OH^-=BaCO₃↓+H₂O，沉淀A溶于稀硝酸的離子方程式為BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑，
故答案為：HCO₃^-+Ba²⁺+OH^-=BaCO₃↓+H₂O；BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
（3）將濾液A和沉淀A分開的操作是過濾，洗滌．洗滌的操作是沿玻璃棒繼續(xù)向漏斗中加水至剛好浸沒沉淀，待水自然流下后重復操作2-3次，
故答案為：沿玻璃棒繼續(xù)向漏斗中加水至剛好浸沒沉淀，待水自然流下后重復操作2-3次．

點評 本題考查無機物的推斷，為高頻考點，把握物質的性質、發(fā)生的反應、物質的量的相關計算為解答的關鍵，側重分析與推斷能力的考查，注意元素化合物知識與實驗的結合，題目難度不大．