Question

2．某1L待測溶液中除含有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-、Br-、CO32-、HCO3-、SO32-、SO42-

現(xiàn)進行如下實驗操作（每次實驗所加試劑均過量）下列說法錯誤的是（　�。�

• A． 向溶液B中加AgNO₃與HNO₃的操作不是多余的，待測液除含有Na⁺外，一定含有K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、HCO₃^-且c（K⁺）≥0.1mol•L^-1
• B． 生成白色沉淀B的離子方程式為：Ba²⁺+HCO₃^-+OH^-═BaCO₃↓+H₂O
• C． 若無色氣體D是單一氣體，則原溶液中c（SO₄^2-）=0.05 mol•L^-1
• D． 若無色氣體D是混合氣體，則沉淀A的成分是BaCO₃、BaSO₃、BaSO₄

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^-，據此分析．

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^-，據此分析；
A、向溶液B中加AgNO₃與HNO₃的操作不是多余的，是為了判斷是否含有溴離子，根據上述分析，待測液除含有Na⁺外，一定含有K⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、HCO₃^-，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，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=0.4mol/L-0.3mol．L=0.1mol/L，c（K⁺）≥0.1mol•L^-1，故A正確；
B、根據分析生成白色沉淀B的離子方程式為：Ba²⁺+HCO₃^-+OH^-═BaCO₃↓+H₂O，故B正確；
C、若無色氣體D是單一氣體，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-）=$\frac{0.05mol}{1L}$=0.05mol/L，故C正確；
D、若無色氣體D是混合氣體，只能為CO₂、NO混合氣體，白色沉淀D只能為BaSO₄，溶液中一定含有SO₃^2-，不能確定是否含有SO₄^2-，待測液中一定含有的陰離子是CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-，故沉淀A不一定有硫酸鋇，故D錯誤；
故選D．

點評 本題考查了離子的推斷、檢驗，熟悉物質的性質是解本題關鍵，根據實驗過程中反應現(xiàn)象、離子共存條件來確定溶液中存在的離子，注意根據溶液中電荷守恒確定離子是否存在，同時考查學生綜合運用知識解決問題的能力，題目難度較大．