Question

【題目】現有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-，現取三份100mL該溶液進行如下實驗：（已知：NH4++OH-NH3↑+H2O）

（1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀產生；

（2）第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到0.08mol氣體；

（3）第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀12.54g，經足量鹽酸洗滌干燥后，沉淀質量為4.66g。根據上述實驗，回答以下問題。

（1）由第一份進行的實驗推斷該混合物是否一定含有Cl-？________（答是或否）

（2）由第二份進行的實驗得知混合物中應含有_____（填離子符號），其物質的量濃度為______。

（3）由第三份進行的實驗可知12.54g沉淀的成分為________。

（4）綜合上述實驗，你認為以下結論正確的是_________。

A．該混合液中一定有K+、NH4+、CO32-、SO42-，可能含Cl-，且n(K)≥0.04mol

B．該混合液中一定有NH4+、CO32-、SO42-，可能含有K+、Cl-

C．該混合液中一定有NH4+、CO32-、SO42-，可能含有Mg2+、K+、Cl-

D．該混合液中一定有NH4+、SO42-，可能含有Mg2+、K+、Cl-

（5）我國政府為消除碘缺乏病，規定在食鹽中必須加入適量的碘酸鉀。檢驗食鹽中是否加碘，可利用如下反應：KIO3+KI+H2SO4＝K2SO4+I2+H2O

①配平該方程式，并且用單線橋法表示該方程式電子轉移的方向和數目：________。

②該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為_____________。

③如果反應中轉移0.5mol電子，則生成I2的物質的量為_________。

Answer 1

【答案】否 NH4+ 0.8mol/L BaSO4、BaCO3 A 1：5 0.3mol

【解析】

第一份加入AgNO3溶液有沉淀產生，則一定含有Cl-、CO32-、SO42-中的一種；第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.08mol，氣體為氨氣，則一定含NH4+；第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀12.54g，經足量鹽酸洗滌干燥后，沉淀質量為4.66g，則沉淀為碳酸鋇、硫酸鋇，SO42-的物質的量為4.66g÷233g/mol=0.02mol，CO32-的物質的量為（12.54－4.66）g÷197g/mol=0.04mol，結合離子之間的反應及電荷守恒來解答。

第一份加入AgNO3溶液有沉淀產生，則一定含有Cl-、CO32-、SO42-中的一種；第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.08mol，氣體為氨氣，則一定含NH4+；第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀12.54g，經足量鹽酸洗滌干燥后，沉淀質量為4.66g，則一定含硫酸鋇，SO42-的物質的量為4.66g÷233g/mol=0.02mol，CO32-的物質的量為（12.54－4.66）g÷197g/mol=0.04mol，含CO32-、SO42-，則一定不含Mg2+、Ba2+，陽離子電荷總量為0.08mol，CO32-、SO42-的電荷總量為0.02mol×2+0.04mol×2=0.12mol，由電荷守恒可知，一定含陽離子K+，綜上所述，不能確定是否含有Cl-；則根據電荷守恒溶液中K+的物質的量≥0.12mol-0.08mol=0.04mol。

（1）根據以上分析可知由第一份進行的實驗推斷該混合物中不一定含有Cl-；

（2）根據以上分析可知由第二份進行的實驗得知混合物中應含有NH4+，其物質的量濃度為0.08mol÷0.1L＝0.8mol/L；

（3）根據以上分析可知由第三份進行的實驗可知12.54g沉淀的成分為BaSO4、BaCO3；

（4）綜合上述實驗，該混合液中一定有K+、NH4+、CO32-、SO42-，可能含Cl-，且n(K)≥0.04mol，答案選A。

（5）①反應物KIO3中I元素化合價為+5價，KI中I元素化合價為-1價，反應中I元素化合價分別由+5價、-1價變化為0價，可知（KIO3）：n（KI）=1：5，結合質量生成配平方程式為KIO3+5KI+3H2SO4＝3K2SO4+3I2+3H2O，用單線橋法表示該方程式電子轉移的方向和數目為；

②KIO3為氧化劑，KI為還原劑，由方程式可知氧化劑和還原劑的物質的量之比為1：5；

③在上述反應中，轉移5mol電子生成碘單質的量是3mol，所以如果反應中轉移0.5mol電子，則生成I2的物質的量為0.3moL。