Question

2．pH=1的無色澄清溶液，還含K⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、SO₄^2-、NO₃^-、I^-、Cl^-等離子中的兩種或多種，忽略水電離出的H⁺和OH^-，所有陰離子濃度均為0.1mol/L．進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①向100mL溶液加入Na₂SO₃后有氣體產(chǎn)生，同時產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)滴加至不再產(chǎn)生沉淀．過濾，所得沉淀加鹽酸不消失、洗滌、干燥、稱得沉淀質(zhì)量為1.165g．
②在①的濾液中加入AgNO₃溶液，又有白色沉淀生成，再加硝酸沉淀不消失．
回答下列問題：
（1）在第①步反應(yīng)生成氣體的離子方程式為：2NO₃^-+3SO₃^2-+2H⁺=3SO₄^2-+2NO↑+H₂O；在第②步反應(yīng)中生成的白色沉淀是Ag₂SO₄（可能含AgCl）．
（2）由以上實(shí)驗(yàn)，可判斷原溶液中一定不含有的離子是Cu²⁺、SO₄^2-、I^-．
（3）能否確認(rèn)原溶液中有無Cl^-？若能請說明理由，若不能請設(shè)計一個簡單實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確認(rèn)．

Answer 1

分析 pH=1的無色澄清溶液，顯酸性，NO₃^-、I^-發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能同時存在，Ba²⁺、SO₄^2-結(jié)合生成沉淀不能同時存在，且一定不存在藍(lán)色的Cu²⁺；
①向100mL溶液加入Na₂SO₃后有氣體產(chǎn)生，同時產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)滴加至不再產(chǎn)生沉淀．過濾，所得沉淀加鹽酸不消失、洗滌、干燥、稱得沉淀質(zhì)量為1.165g，可知白色沉淀為BaSO₄，則一定含Ba²⁺、NO₃^-，原溶液中一定不含SO₄^2-、I^-．
②在①的濾液中加入AgNO₃溶液，又有白色沉淀生成，再加硝酸沉淀不消失，由n（BaSO₄）=$\frac{1.165g}{233g/mol}$=0.005mol，則n（Ba²⁺）=0.005mol，n（NO₃^-）=0.1L×0.1mol/L=0.1mol，②中白色沉淀應(yīng)為硫酸銀，可能含AgCl，所有陰離子濃度均為0.1mol/L，由電荷守恒可知，c（H⁺）+c（Ba²⁺）×2＞c（NO₃^-），則原溶液中還含有Cl^-，不含K⁺，以此來解答．

解答 解：pH=1的無色澄清溶液，顯酸性，NO₃^-、I^-發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能同時存在，Ba²⁺、SO₄^2-結(jié)合生成沉淀不能同時存在，且一定不存在藍(lán)色的Cu²⁺；
①向100mL溶液加入Na₂SO₃后有氣體產(chǎn)生，同時產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)滴加至不再產(chǎn)生沉淀．過濾，所得沉淀加鹽酸不消失、洗滌、干燥、稱得沉淀質(zhì)量為1.165g，可知白色沉淀為BaSO₄，則一定含Ba²⁺、NO₃^-，原溶液中一定不含SO₄^2-、I^-．
②在①的濾液中加入AgNO₃溶液，又有白色沉淀生成，再加硝酸沉淀不消失，由n（BaSO₄）=$\frac{1.165g}{233g/mol}$=0.005mol，則n（Ba²⁺）=0.005mol，n（NO₃^-）=0.1L×0.1mol/L=0.1mol，②中白色沉淀應(yīng)為硫酸銀，可能含AgCl，所有陰離子濃度均為0.1mol/L，由電荷守恒可知，c（H⁺）+c（Ba²⁺）×2＞c（NO₃^-），則原溶液中還含有Cl^-，
（1）①步反應(yīng)生成氣體的離子方程式為2NO₃^-+3SO₃^2-+2H⁺=3SO₄^2-+2NO↑+H₂O，0.1molNO₃^-反應(yīng)生成0.15molSO₄^2-，n（BaSO₄）=0.005mol，則第②步反應(yīng)中生成的白色沉淀是Ag₂SO₄（可能含AgCl），
故答案為：2NO₃^-+3SO₃^2-+2H⁺=3SO₄^2-+2NO↑+H₂O；Ag₂SO₄（可能含AgCl）；
（2）由上述分析可知，判斷原溶液中一定不含有的離子是Cu²⁺、SO₄^2-、I^-，故答案為：Cu²⁺、SO₄^2-、I^-；
（3）由上述分析可知，c（H⁺）+c（Ba²⁺）×2＞c（NO₃^-），能確定含Cl^-，答：由電荷守恒可知含有Cl^-．

點(diǎn)評 本題考查無機(jī)物的推斷，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、發(fā)生的反應(yīng)及離子檢驗(yàn)等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的能力，注意①中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)及離子共存、電荷守恒的應(yīng)用，注意推斷中易忽略氫離子，題目難度中等．