Question

【題目】某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)某無色水樣的成分進(jìn)行檢驗(yàn)，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100 mL水樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，向水樣中先滴加硝酸鋇溶液，再滴加1 mol·L－1的硝酸，實(shí)驗(yàn)過程中沉淀質(zhì)量的變化情況如圖所示：

注明：Ob段表示滴加硝酸鋇溶液；bd段表示滴加稀硝酸

（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(diǎn)到C點(diǎn)變化過程中消耗硝酸的體積為________。

（4）試根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(jì)簡單實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證原水樣中可能存在的離子：_____________________。(寫出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論)

Answer 1

【答案】(1)S、C1∶2

(2)BaCO3+2H+====Ba2++CO2↑+H2O (3)40 mL

(4)是 c(K+)≥0．6 mol·L-1

(5)取少量水樣于試管中,向其中加入過量的硝酸鋇溶液和稀硝酸,待沉淀完全后,向上層清液中滴加硝酸銀溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則原水樣中含Cl-,若不產(chǎn)生白色沉淀,則原水樣中不含Cl-

【解析】

試題(1)該水樣為無色溶液,Fe3+、Cu2+不存在,依據(jù)圖像分析加入硝酸鋇溶液生成沉淀,加入稀硝酸,沉淀部分溶解證明水樣中一定含有S、C,又因?yàn)?/span>C與Ag+、Ca2+、Mg2+發(fā)生反應(yīng)生成沉淀不能大量存在,所以Ag+、Ca2+、Mg2+不存在;n(S)==0．01 mol,m(BaCO3)=6．27 g-2．33 g=3．94 g,n(C)=

n(BaCO3)==0．02 mol;c(S)∶c(C)=1∶2;(2)BC段所表示反應(yīng)是碳酸鋇溶于稀硝酸的反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為BaCO3+2H+====Ba2++CO2↑+H2O;

(3)由B點(diǎn)到C點(diǎn)變化過程中依據(jù)圖像分析溶解的碳酸鋇的物質(zhì)的量n(BaCO3)

=0．02 mol;消耗稀硝酸物質(zhì)的量為0．04 mol,消耗硝酸的體積==0．04 L

="40" mL;(4)依據(jù)電解質(zhì)溶液呈電中性,陽離子K+一定存在;根據(jù)電荷守恒得到:

0．01 mol×2+0．02 mol×2+n(Cl-)=n(K+)推知n(K+)≥0．06 mol,則c(K+)≥

0．6 mol·L-1;(5)可能存在的離子是Cl-,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為: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,待沉淀完全和無氣體生成后,向上層清液中滴加適量的硝酸銀溶液,若生成白色沉淀,則原水樣中含有Cl-,若無白色沉淀生成,證明無Cl-存在。