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某化学研究性学习小组对某无色水样的成分进行检验,已知该水样中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、CO、SO、Cl-中的若干种离子.该小组同学取100mL水样进行实验,向水样中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1mol/L的硝酸,实验过程中沉淀质量的变化情况如右图所示:(1)水样中一定含有的阴离子是 ,其物质的量浓度之比为 .(2)写出BC段所表示反应的离子方程式: .(3)由B到C点变化过程中消耗硝酸的体积为 .(4)试根据实验结果推测K+是否存在? (填“是”或“否”);若存在,K+的物质的量浓度c(K+)的范围是 .(若K+不存在,则不必回答该问).(5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子: .(写出实验步骤、现象和结论)试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
某化学研究性学习小组对某无色水样的成分进行检验,已知该水样中只可能含有K
+
、Mg
2+
、Fe
3+
、Cu
2+
、Al
3+
、Ag
+
、Ca
2+
、CO
、SO
、Cl
-
中的若干种离子.该小组同学取100mL水样进行实验,向水样中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1mol/L的硝酸,实验过程中沉淀质量的变化情况如右图所示:
(1)水样中一定含有的阴离子是
,其物质的量浓度之比为
.
(2)写出BC段所表示反应的离子方程式:
.
(3)由B到C点变化过程中消耗硝酸的体积为
.
(4)试根据实验结果推测K
+
是否存在?
(填“是”或“否”);若存在,K
+
的物质的量浓度c(K
+
)的范围是
.(若K
+
不存在,则不必回答该问).
(5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子:
.(写出实验步骤、现象和结论)
试题解答
见解析
该水样为无色溶液,水样Fe
3+
、Cu
2+
不存在,依据图象分析加入硝酸钡溶液生成沉淀,加入稀硝酸,沉淀部分溶解证明水样中一定含有SO
4
2-
,CO
3
2-
,又因为Al
3+
与CO
3
2-
发生双水解,CO
3
2-
与Ag
+
、Ca
2+
、Mg
2+
发生反应生成沉淀不能大量存在,所以Al
3+
、Ag
+
、Ca
2+
、Mg
2+
不存在;依据电解质溶液中电荷守恒分析判断阳离子的存在,原溶液中可能含有Cl
-
,依据电解质溶液中电荷守恒,阳离子K
+
一定存在.
该水样为无色溶液,水样Fe
3+
、Cu
2+
不存在,依据图象分析加入硝酸钡溶液生成沉淀,加入稀硝酸,沉淀部分溶解证明水样中一定含有SO
4
2-
,CO
3
2-
,又因为Al
3+
与CO
3
2-
发生双水解,CO
3
2-
与Ag
+
、Ca
2+
、Mg
2+
发生反应生成沉淀不能大量存在,所以Al
3+
、Ag
+
、Ca
2+
、Mg
2+
不存在;n(SO
4
2-
)=
=0.01mol,n(CO
3
2-
)=n(BaCO
3
)=
=0.02mol;c(SO
4
2-
):c(CO
3
2-
)=1:2;原溶液中可能含有Cl
-
,依据电解质溶液中电荷守恒,阳离子K
+
一定存在;根据电荷守恒得到:0.01mol×2+0.02mol×2+n(Cl
-
)=n(K
+
)推知n(K
+
)≥0.06mol,则c(K
+
)≥0.6mol/L;
(1)水样中一定含有的阴离子是SO
4
2-
,CO
3
2-
;其物质的量浓度之比为1:2;
故答案为:SO
4
2-
,CO
3
2-
;1:2;
(2)BC段所表示反应是碳酸钡溶于稀硝酸的反应,反应的离子方程式:BaCO
3
+2H
+
=Ba
2+
+CO
2
↑+H
2
O,故答案为:BaCO
3
+2H
+
=Ba
2+
+CO
2
↑+H
2
O;
(3)由B到C点变化过程中依据图象分析软件的碳酸钡n(BaCO
3
)=
=0.02mol;消耗稀硝酸物质的量为0.04mol,消耗硝酸的体积=
=
=0.04L=40ml,故答案为:40ml;
(4)依据电解质溶液中电荷守恒,阳离子K
+
一定存在;根据电荷守恒得到:0.01mol×2+0.02mol×2+n(Cl
-
)=n(K
+
)推知n(K
+
)≥0.06mol,则c(K
+
)≥0.6mol/L,故答案为:是;≥0.6mol/L;
(5)可能存在的离子是Cl
-
,实验设计为:取少量水样与试管中,向试管中加入过量升温硝酸钡溶液和稀硝酸,待沉淀完全和无气体生成后,向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液,若生成白色沉淀,则原水样中 含有Cl-,若无白色沉淀生成,证明无Cl
-
存在,
故答案为:取少量水样与试管中,向试管中加入过量升温硝酸钡溶液和稀硝酸,待沉淀完全和无气体生成后,向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液,若生成白色沉淀,则原水样中 含有Cl
-
,若无白色沉淀生成,证明无Cl-存在.
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