题目
某无色溶液中只可能含有K+、Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-、OH-、(CO)_(3)^2-、(SO)_(4)^2-中的一种或几种,对其进行如下实验操作:(1)取少量溶液,加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀;(2)向(1)所得混合物中加足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成;(3)将(2)所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。下列对该溶液的说法正确的是( )A. 一定含有K+、(CO)_(3)^2-、(SO)_(4)^2-B. 一定含有Cl-C. 一定不含有Ag+、Ba2+、Cu2+、OH-D. 无法判断
某无色溶液中只可能含有K+、Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-、OH-、${CO}_{3}^{2-}$、${SO}_{4}^{2-}$中的一种或几种,对其进行如下实验操作:(1)取少量溶液,加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀;(2)向(1)所得混合物中加足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成;(3)将(2)所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。下列对该溶液的说法正确的是( )
A. 一定含有K+、${CO}_{3}^{2-}$、${SO}_{4}^{2-}$
B. 一定含有Cl-
C. 一定不含有Ag+、Ba2+、Cu2+、OH-
D. 无法判断
题目解答
答案
A. 一定含有K+、${CO}_{3}^{2-}$、${SO}_{4}^{2-}$
解析
考查要点:本题主要考查溶液中离子的共存及检验,涉及复分解反应、离子反应现象的分析,以及电荷守恒的应用。
解题核心思路:
- 排除法:根据溶液无色,排除有色离子(如Cu²⁺);根据实验现象(如沉淀生成、溶解、气体产生),推断可能存在的离子。
- 离子反应顺序:通过加入BaCl₂、盐酸、AgNO₃的顺序,分析各步骤中离子的相互作用。
- 电荷守恒:结合阴离子的存在,判断阳离子(如K⁺)是否必须存在。
破题关键点:
- 无色溶液直接排除Cu²⁺。
- BaCl₂引入的Cl⁻干扰:第三步的AgNO₃反应无法确定原溶液中是否含Cl⁻。
- 电荷守恒:若阴离子(CO₃²⁻、SO₄²⁻)存在,必须有K⁺平衡电荷。
实验现象分析
第(1)步:加入BaCl₂溶液
- 现象:白色沉淀生成。
- 推断:溶液中可能含有CO₃²⁻、SO₄²⁻(与Ba²⁺反应生成BaCO₃、BaSO₄沉淀)。
第(2)步:加入盐酸
- 现象:沉淀部分溶解,产生无色气体。
- 推断:
- 溶解部分:BaCO₃与盐酸反应生成CO₂气体,说明溶液中一定含CO₃²⁻。
- 不溶部分:BaSO₄不溶于盐酸,说明溶液中一定含SO₄²⁻。
第(3)步:加入AgNO₃溶液
- 现象:白色沉淀生成(AgCl)。
- 推断:无法确定Cl⁻是否来自原溶液(因BaCl₂引入Cl⁻)。
离子共存判断
-
排除Ag⁺、Ba²⁺、Cu²⁺:
- 若含Ag⁺,第一步会生成AgCl沉淀,但第二步中沉淀应全部不溶,与“部分溶解”矛盾。
- 若含Ba²⁺,会与CO₃²⁻或SO₄²⁻反应生成沉淀,溶液无法澄清。
- Cu²⁺会使溶液显蓝色,与无色矛盾。
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OH⁻的存在性:
- 若含OH⁻,加入盐酸会被中和,但无明显现象,无法确定。
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K⁺的存在性:
- 阴离子CO₃²⁻、SO₄²⁻总负电荷为2⁻ + 2⁻ = 4⁻,需K⁺(正电荷)平衡,故K⁺一定存在。