Question

【題目】某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組對某無色水樣的成分進行檢驗，已知該水樣中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、CO32－、SO42－、Cl－中的若干種離子。該小組同學(xué)取100mL水樣進行實驗，向水樣中先滴加硝酸鋇溶液，再滴加1 mol/L的硝酸，實驗過程中沉淀質(zhì)量的變化情況如圖所示：

（1）水樣中一定含有的陰離子是___________，其物質(zhì)的量濃度之比為________。

（2）寫出BC段所表示反應(yīng)的離子方程式：___________________。

（3）由B點到C點變化過程中消耗硝酸的體積為________。

（4）試根據(jù)實驗結(jié)果推斷K+是否存在___________？（填“是”或“否”）；若存在，K+的物質(zhì)的量濃度c (K+)的范圍是____________。（若K+不存在，則不必回答該問）

（5）設(shè)計簡單實驗驗證原水樣中可能存在的離子：_________（寫出實驗步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）。

Answer 1

【答案】 SO42-、CO32- c(SO42-):c(CO32-)=1:2 BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O 40mL 是 c(K+)≥0.6mol/L 取少量水樣于試管中，向試管中加入過量的硝酸鋇溶液和稀硝酸，待沉淀完全且沒有氣泡生成后，向上層清液中滴加適量硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則原水樣中含Cl-，若沒有白色沉淀，則原水樣中不含Cl-。

【解析】本題主要考查離子反應(yīng)。

（1）無色溶液不含有有色離子Fe3+、Cu2+。向水樣中滴加硝酸鋇溶液生成沉淀，再滴加1 mol/L的硝酸，沉淀部分溶解，說明沉淀是碳酸鋇和硫酸鋇，所以水樣中一定含有的陰離子是SO42-、CO32-，由圖可知硫酸鋇的質(zhì)量是2.33g，相當(dāng)于0.01mol，碳酸鋇是(6.27-2.33)g=3.94g，相當(dāng)于0.02mol，所以SO42-、CO32-的物質(zhì)的量濃度之比為1:2。

（2）BC段所表示反應(yīng)的離子方程式：BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O 。

（3）0.02mol碳酸鋇消耗0.04mol硝酸，所以由B點到C點變化過程中消耗硝酸的體積為40mL。

（4）Mg2+、Al3+、Ag+因與CO32-發(fā)生反應(yīng)而不能存在，所以剩余的唯一的陽離子K+一定存在；SO42-、CO32-所帶負(fù)電荷的物質(zhì)的量濃度為(0.01+0.02)mol ×2/0.1L=0.6mol/L，Cl-無法確定是否存在，所以K+的物質(zhì)的量濃度c (K+)的范圍是c(K+)≥0.6mol/L。

（5）設(shè)計簡單實驗驗證原水樣中可能存在的離子：取少量水樣于試管中，向試管中加入過量的硝酸鋇溶液和稀硝酸，待沉淀完全且沒有氣泡生成后，向上層清液中滴加適量硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則原水樣中含Cl-；若沒有白色沉淀，則原水樣中不含Cl-。