Question

10．下列是某化學研究性學習小組對某無色水樣成分的檢驗過程，已知該水樣中只可能含有 K⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Ca²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-中的若干種離子，該小組同學取 100mL 水樣進行實驗：向樣品中先滴加氯化鋇溶液，再滴加 1mol•L^-1 鹽酸，實驗過程中沉淀質量的變化如圖所示．下列說法正確的是（　�。�

• A． 水樣中一定不存在Fe³⁺、Cu²⁺，可能存在Ag⁺
• B． 水樣中一定存在CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-
• C． BC段曲線所表示的離子方程式為CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑
• D． 水樣中一定存在K⁺，且c（K⁺）≥0.6mol•L^-1

Answer 1

分析 該水樣為無色溶液，水樣Fe³⁺、Cu²⁺不存在，依據(jù)圖象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SO₄^2-，CO₃^2-，又因為Al³⁺與CO₃^2-發(fā)生雙水解，CO₃^2-與Ag⁺、Ca²⁺、Mg²⁺發(fā)生反應生成沉淀不能大量存在，所以Al³⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Mg²⁺不存在；依據(jù)電解質溶液中電荷守恒分析判斷陽離子的存在，原溶液中可能含有Cl^-，依據(jù)電解質溶液中電荷守恒，陽離子K⁺一定存在．

解答 解：該水樣為無色溶液，水樣Fe³⁺、Cu²⁺不存在，依據(jù)圖象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SO₄^2-，CO₃^2-，又因為Al³⁺與CO₃^2-發(fā)生雙水解，CO₃^2-與Ag⁺、Ca²⁺、Mg²⁺發(fā)生反應生成沉淀不能大量存在，所以Al³⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Mg²⁺不存在；n（SO₄^2-）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，n（CO₃^2-）=n（BaCO₃）=$\frac{6.27g-2.33g}{197g/mol}$=0.02mol；c（SO₄^2-）：c（CO₃^2-）=1：2；原溶液中可能含有Cl^-，依據(jù)電解質溶液中電荷守恒，陽離子K⁺一定存在；根據(jù)電荷守恒得到：0.01mol×2+0.02mol×2+n（Cl^-）=n（K⁺）推知n（K₊）≥0.06mol，則c（K⁺）≥0.06mol/L，
A．上述分析可知水樣中一定不存在Fe³⁺、Cu²⁺，不存在Ag⁺，故A錯誤；
B．水樣中一定含有SO₄^2-，CO₃^2-，可能含有Cl^-，故B錯誤；
C．BC段所表示反應是碳酸鋇溶于稀硝酸的反應，反應的離子方程式：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O，故C錯誤；
D．依據(jù)電解質溶液中電荷守恒，陽離子K⁺一定存在；根據(jù)電荷守恒得到：0.01mol×2+0.02mol×2+n（Cl^-）=n（K⁺）推知n（K₊）≥0.06mol，則c（K⁺）≥0.06mol/L，故D正確；
故選D．

點評 本題考查了離子檢驗的實驗方法分析判斷，離子檢驗的試劑選擇和現(xiàn)象分析，電解質溶液中電荷守恒的計算應用，仔細審題，綜合分析是解題關鍵，題目難度中等．