1.(12分)1000mL某待测液中除含有0.2 mol•L-1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(所加试剂均过量):
(1)写出生成白色沉淀B的离子方程式:_________________。
(2)若无色气体D是单一气体:
①将阴离子的物质的量浓度填入下表中(一定不存在的填“0”,不能确定的填“?”):
阴离子 Cl- Br- CO32- HCO3- SO32- SO42-
浓度/ mol•L-1
②判断原溶液中K+是否存在,若存在,求其物质的量浓度的最小值,若不存在,请说明理由:_________。
(3)若无色气体D是混合气体,待测液中一定含有的阴离子是________。
【答案】(12分)(1)HCO3-+OH-+ Ba2+ = BaCO3↓+H2O(2分)
(2)①(6分)
阴离子 Cl- Br- CO32- HCO3- SO32- SO42-
浓度/ mol•L-1 ? 0 0.1 0.1 0 0.05
②存在,K+物质的量浓度的最小值为0.1 mol•L-1(2分)[来源:学*科*网]
(3)①CO32-、HCO3-、SO32-(2分)
【解析】
试题分析:根据流程图可知,加入氯化钡溶液后产生白色沉淀,向沉淀A中加入稀硝酸,部分沉淀不溶解,说明一定含有硫酸钡,则沉淀A中硫酸根离子的物质的量是11.65g/233g/mol=0.05mol;若沉淀A中含有亚硫酸钡,则可被硝酸氧化为硫酸钡,所以不能说明原溶液中含有SO42-;部分沉淀溶解,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,则沉淀A中一定含有碳酸钡;说明原溶液中含有CO32-;碳酸钙沉淀的质量是10.0g,说明碳酸根离子的物质的量是10.0g/100g/mol=0.1mol;则原溶液中一定不存在Fe3+、Ba2+;滤液A中加入氢氧化钠溶液,产生气体B,说明溶液A中含有铵根离子,则原溶液中含有铵根离子,其物质的量是2.24L/22.4L/mol=0.1mol;滤液A还能与氢氧化钠溶液反应生成沉淀B,则该沉淀为碳酸钡沉淀,说明原溶液中一定存在HCO3-,其物质的量是19.7g/197g/mol=0.1mol,说明原溶液中含有HCO3-的物质的量是0.1mol;向溶液B中通入氯气,得到浅黄绿色溶液,说明原溶液中不含溴离子;向溶液B中加入硝酸和硝酸银,产生白色沉淀为AgCl,但开始加入的氯化钡溶液中含有氯离子,所以不能判断原溶液中是否存在氯离子;
(1)溶液A中含有钡离子,加入过量的氢氧化钠溶液后,则氢氧根离子与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子和水,碳酸根离子与钡离子反应生成碳酸钡沉淀,离子方程式是HCO3-+OH-+ Ba2+ = BaCO3↓+H2O;
(2)①若无色气体D是单一气体,说明沉淀A中不含亚硫酸钡,则溶液中不含亚硫酸根离子,所以一定含有硫酸根离子,其物质的量是0.05mol,根据以上分析可知,一定不存在的阴离子是溴离子、亚硫酸根离子;一定存在的阴离子是碳酸根离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子,其物质的量分别是0.1mol、0.05mol、0.1mol;溶液的体积为1L,则离子的物质的量可求,见答案;氯离子不能确定;
②溶液中一定存在的阳离子是钠离子和铵根离子,根据电荷守恒,一定存在的阴离子的电荷总物质的量浓度为0.1×2+0.05×2+0.1=0.4mol/L,而钠离子与铵根离子的物质的量浓度之和为0.2+0.1=0.3mol/L<0.4mol/L,所以一定存在钾离子;因为氯离子不能确定,则钾离子的物质的量浓度≥0.1×2+0.05×2+0.1-0.2-0.1=0.1mol/L;
(3)若无色气体D是混合气体,则沉淀A中一定含有亚硫酸钡,所以待测液中一定含有的阴离子是CO32-、HCO3-、SO32-。
考点:考查溶液中离子成分的计算与判断
【答案】(1)Ag++NH3•H2O === AgOH↓+NH4+,AgOH+2NH3•H2O === [Ag(NH3)2]++OH-+2H2O;
(2)碳酸钾,A、C、E中阴离子为OH-、CH3COO-和CO32-,由①中碱性顺序知E为碳酸盐,六种阳离子中可形成可溶性碳酸盐的只有K+;(3)Ba(OH)2、(CH3COO)2Ca、AlCl3、FeSO4。
【解析】
试题分析:①A、C、E溶液显碱性,溶质可能是碱或者强碱弱酸盐,说明A、C、E溶液中含有的:OH-、CH3COO-、CO32-,碱性A>E>C,因此A中含有OH-,盐类水解的规律,越弱越水解,醋酸的酸性强于碳酸,因此E含有CO32-,根据离子共存,CO32-只能与K+共存,即E:K2CO3,C中含有CH3COO-,②向B溶液中滴加稀氨水,先出现沉淀,继续滴加氨水,沉淀消失,这是Ag+和Cu2+的性质,根据含有的离子,推出B中含有Ag+,再根据离子共存问题,B:AgNO3,④向F溶液中滴加氨水,生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,说明F中含有Fe2+,根据离子共存,F:FeSO4,③向D溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,无明显现象,D溶液中不含SO42-,D:AlCl3,根据离子共存问题,OH-只能和Ba2+结合,即A为Ba(OH)2,C:(CH3COO)2Ca,(1)根据上述分析,实验②发生的反应:Ag++OH-=AgOH↓,AgOH+2NH3=[Ag(NH3)2]++OH-或AgOH+2NH3•H2O === [Ag(NH3)2]++OH-+2H2O;(2)根据上述分析E为碳酸钾,A、C、E中阴离子为OH-、CH3COO-和CO32-,由①中碱性顺序知E为碳酸盐,六种阳离子中可形成可溶性碳酸盐的只有K+;(3)根据上述分析, Ba(OH)2、(CH3COO)2Ca、AlCl3、FeSO4。
考点:考查离子共存、离子检验等知识。
3.(10分)A、B、C、D、E、F六种化合