化学 硫及其化合物的专项 培优 易错 难题练习题含答案.docx

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化学硫及其化合物的专项培优易错难题练习题含答案

2020-2021化学硫及其化合物的专项培优易错难题练习题含答案

一、高中化学硫及其化合物

1．亚硝酰硫酸（NOSO4H）主要用于染料、医药等工业。

实验室用如图装置（夹持装置略）制备少量NOSO4H，并测定产品的纯度。

已知：

NOSO4H遇水分解，但溶于浓硫酸而不分解。

（1）装置A制取SO2

①A中反应的化学方程式为___。

②导管b的作用是___。

（2）装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。

①该反应必须维持体系温度不得高于20℃，采取的措施除了冷水浴外，还可以是___（只写1种）。

②开始反应缓慢，待生成少量NOSO4H后，温度变化不大，但反应速度明显加快，其原因是___。

（3）装置C的主要作用是___（用离子方程式表示）。

（4）该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是___。

（5）测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度

准确称取1.380g产品放入250mL的碘量瓶中，加入0.1000mol·L-1、60.00mL的KMnO4标准溶液和10mL25%H2SO4溶液，然后摇匀。

用0.2500mol·L-1草酸钠标准溶液滴定，消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。

已知：

2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4

①配平：

__MnO4-+__C2O42-+__=__Mn2++__+__H2O

②滴定终点时的现象为___。

③亚硝酰硫酸的纯度=___。

（精确到0.1%）[M（NOSO4H）=127g·mol-1]

【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑平衡压强，使分液漏斗中的液体能顺利流下；调节分液漏斗活塞，控制浓硫酸的滴加速度生成的NOSO4H作为该反应的催化剂SO2+2OH-=SO32-+H2OC装置中的水蒸气会进入B中使NOSO4H分解2516H+210CO2↑8溶液恰好由粉红色变为无色，且半分钟内不恢复92.0%

【解析】

【分析】

（1）①装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应制取SO2；

②导管b的作用平衡压强的作用；

（2）①装置B中浓硝酸与二氧化硫在浓硫酸的作用下反应制得NOSO4H，该反应必须维持体系温度不得高于20℃，采取的措施除了冷水浴外，结合反应的操作；

②开始反应缓慢，待生成少量NOSO4H后，温度变化不大，但反应速率加快，说明NOSO4H起到了催化作用；

（3）装置C主要作用是吸收二氧化硫防止污染空气；

（4）NOSO4H遇水分解；

（5）①高锰酸钾溶液在酸性条件下氧化草酸钠生成二氧化碳，结合元素化合价变化和电子守恒、原子守恒配平书写离子反应方程式；

②高锰酸钾自身在反应中的颜色变化就可作为终点判断指示剂；

③根据反应2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4，结合滴定中消耗高锰酸钾的物质的量可得到亚硝酰硫酸的物质的量，据此计算纯度。

【详解】

（1）①利用装置A，固液混合制取二氧化硫，其方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑；

②导管b的作用是：

平衡压强，使分液漏斗中的液体能顺利流下；

（2）①浓硫酸遇水放出大量热，维持体系温度不得高于20℃，还可以是调节分液漏斗活塞，控制浓硫酸的滴加速度；

②开始反应缓慢，待生成少量NOSO4H后，反应速率明显加快，温度变化不大，排除温度的影响，其原因是：

生成的NOSO4H作为该反应的催化剂，加快了反应速率；

（3）装置C利用NaOH溶液将剩余的SO2吸收，防止污染环境，方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O；

（4）NOSO4H遇水分解，C装置（或A）中的水蒸气会进入B中使NOSO4H发生分解；

（5）①发生的是MnO4－和C2O42－的氧化还原反应，MnO4－做氧化剂，被还原成生成Mn2+，C2O42－做还原剂，被氧化成二氧化碳。

结合得失电子守恒和电荷守恒可得到MnO4－和C2O42－的离子反应方程式为：

2MnO4－+5C2O42－+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；

②利用草酸钠溶液滴定酸性KMnO4溶液，滴定终点时的现象为：

溶液恰好由粉红色变为无色，且半分钟内不恢复；

③根据题意可知，酸性KMnO4溶液先与NOSO4H反应，利用草酸钠溶液滴定剩余酸性KMnO4溶液。

用0.2500mol·L－1草酸钠标准溶液滴定酸性KMnO4溶液，消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。

可知剩余的KMnO4的物质的量n1（MnO4－）=

n（C2O42－）=

×0.2500mol·L－1×20.00×10-3L=2×10-3mol，则亚硝酰硫酸消耗的KMnO4的物质的量n2（MnO4－）=0.1000mol·L－1·60.00×10-3L-2×10-3mol=4×10-3mol。

n（NOSO4H）=

n2（MnO4－）=10-2mol，亚硝酰硫酸的纯度=

×100%=

×100%=92.0%。

2．硫和氮及其化合物在生产生活中应用广泛。

请回答：

（1）将SO2通入品红溶液中，现象为品红溶液________，加热后溶液颜色________。

（2）已知反应：

SO2+Cl2+2H2O═2HCl+H2SO4，该反应中的氧化产物是__________。

（3）木炭与浓硫酸共热的化学反应方程式为：

C+2H2SO4（浓）

CO2↑+2SO2↑+2H2O，若生成0.5molCO2，则转移电子的物质的量是_________mol。

（4）工业上可以通过氮气和氢气在一定条件下合成氨气。

下列关于氨气的性质和用途描述正确的是____________。

A．氨气易液化，液氨可作制冷剂B．可用排水法收集氨气

C．氨气是一种无色无味的气体D．向氨水中滴加酚酞，溶液变红

（5）实验室检验试管里氨气是否收集满的方法是___________________（写出一种即可）。

（6）汽车尾气常含有NO、NO2、CO等，会污染空气。

在汽车尾气排放管处安装一个催化转化器，可使尾气中有害气体CO和NO反应转化为两种无毒气体，该反应的化学方程式为__________________________。

【答案】褪色变红H2SO42AD用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，则说明氨气已收集满（或用玻璃棒蘸取浓盐酸靠近试管口，若出现大量白烟，则说明氨气已收集满）。

（或其他合理答案）2CO+2NO

N2+2CO2

【解析】

【分析】

（1）SO2具有漂白性，但漂白是有选择的、暂时性的，加热后无色产物会分解，重新生成品红。

（2）反应SO2+Cl2+2H2O═2HCl+H2SO4中，氧化产物是含有价态升高元素的生成物。

（3）在反应C+2H2SO4（浓）

CO2↑+2SO2↑+2H2O中，有如下关系：

CO2——4e-，由此可计算出生成0.5molCO2，转移电子的物质的量。

（4）A．氨分子间易形成氢键，分子间作用力较大，所以氨气易液化，液氨可作制冷剂；

B．氨气易溶于水，不能用排水法收集；

C．氨气是一种无色有刺激性气味的气体；

D．氨水呈碱性，向氨水中滴加酚酞，溶液变红。

（5）实验室检验试管里氨气是否收集满时，可用蘸有浓盐酸的玻璃棒，也可使用湿润的红色石蕊试纸。

（6）CO和NO反应转化为两种无毒气体，则气体应为N2和CO2。

【详解】

（1）将SO2通入品红溶液中，因为SO2具有漂白性，所以品红溶液褪色，加热后，无色物质分解，重新生成品红，所以溶液颜色变红。

答案为：

褪色；变红；

（2）已知反应：

SO2+Cl2+2H2O═2HCl+H2SO4，该反应中的氧化产物是含有价态升高元素的生成物，所以应为H2SO4。

答案为：

H2SO4；

（3）在反应C+2H2SO4（浓）

CO2↑+2SO2↑+2H2O中，有如下关系：

CO2——4e-，生成0.5molCO2，转移电子的物质的量是0.5mol×4=2mol。

答案为：

2；

（4）A．氨分子间易形成氢键，分子间作用力较大，所以氨气易液化，液氨可作制冷剂，A正确；

B．氨气易溶于水，不能用排水法收集，B错误；

C．氨气是一种无色有刺激性气味的气体，C错误；

D．氨水呈碱性，向氨水中滴加酚酞，溶液变红，D正确；

故选AD。

答案为：

AD；

（5）实验室检验试管里氨气是否收集满的方法是用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，则说明氨气已收集满（或用玻璃棒蘸取浓盐酸靠近试管口，若出现大量白烟，则说明氨气已收集满）（或其他合理答案）。

答案为：

用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，则说明氨气已收集满（或用玻璃棒蘸取浓盐酸靠近试管口，若出现大量白烟，则说明氨气已收集满）（或其他合理答案）；

（6）CO和NO反应转化为两种无毒气体，则气体应为N2和CO2，该反应的化学方程式为2CO+2NO

N2+2CO2。

答案为：

2CO+2NO

N2+2CO2。

【点睛】

二氧化硫的漂白是有条件的、暂时性的，它能使品红溶液和有色布条褪色，但不能使紫色石蕊试液褪色。

往紫色石蕊试液中通入二氧化硫，溶液变为红色，继续通入二氧化硫至过量，溶液仍为红色。

3．硫元素具有可变价态，据此完成以下有关含硫化合物性质的试题。

（1）将H2S气体通入FeCl3溶液中，现象是_____________________________；反应的离子方程式是______________________________________。

（2）为了探究-2价硫的化合物与+4价硫的化合物反应的条件，设计了下列实验。

实验操作

实验现象

实验1

将等浓度的Na2S和Na2SO3溶液按体积比2∶1混合

无明显现象

实验2

将H2S通入Na2SO3溶液中

未见明显沉淀，再加入少量稀硫酸，立即产生大量浅黄色沉淀

实验3

将SO2通入Na2S溶液中

有浅黄色沉淀产生

已知：

电离平衡常数：

H2SK1=1.3×10-7；K2=7.1×10-15

H2SO3K1=1.7×10-2；K2=5.6×10-8

①根据上述实验，可以得出结论：

在_________条件下，+4价硫的化合物可以氧化-2价硫的化合物。

②将SO2气体通入H2S水溶液中直至过量，下列表示溶液pH随SO2气体体积变化关系示意图正确的是______（选填编号）。

A．

B．

C．

D．

（3）现有试剂：

溴水、硫化钠溶液、Na2SO3溶液、稀硫酸、NaOH溶液、氨水。

  要证明Na2SO3具有还原性，应选用的试剂有______________，看到的现象是____________________。

要证明Na2SO3具有氧化性，应选用的试剂有___________________，反应的离子方程式是________________________________。

（4）文献记载，常温下H2S可与Ag发生置换反应生成H2。

现将H2S气体通过装有银粉的玻璃管，请设计简单实验，通过检验反应产物证明H2S与Ag发生了置换反应_____________________。

【答案】溶液由棕黄色变为浅绿色，产生黄色浑浊2Fe3++H2S→2Fe2++S↓+2H+酸性（或酸性较强）C溴水溴水褪色硫化钠溶液和稀硫酸2S2－+SO32－+6H+→3S↓+3H2O将反应后的气体通入足量氢氧化钠溶液中（或硫酸铜溶液或氯化铁溶液等），除去未反应的H2S后，点燃，若观察到火焰呈淡蓝色，说明有H2生成，从而证明H2S与Ag发生了置换反应（或做爆鸣实验）

【解析】

【分析】

【详解】

（1）将H2S气体通入FeCl3溶液中会发生氧化还原反应生成硫单质黄色沉淀和氯化亚铁浅绿色溶液，所以溶液由棕黄色变为浅绿色，产生黄色浑浊，其反应的离子方程式为：

2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+；

（2）①根据实验1可知Na2S和Na2SO3不反应，根据实验2和实验3可知在酸性条件下Na2S和Na2SO3反应生成硫沉淀；

②将SO2气体通入H2S水溶液中直至过量，发生的反应为：

SO2+2H2S=3S↓+2H2O，随着反应进行，溶液酸性减弱，pH增大；当SO2过量时，SO2+H2O=H2SO3，反应生成亚硫酸，溶液酸性增强，所以pH又减小；由于亚硫酸酸性大于硫化氢的酸性，故后来的pH比最初要小，故C正确；

（3）溴水能氧化Na2SO3，所以要证明Na2SO3具有还原性，可选用溴水与Na2SO3反应，反应后溴水褪色；酸性条件下，亚硫酸钠与硫化钠发生氧化还原反应，亚硫酸钠中S元素的化合价降低，作氧化剂；所以要证明Na2SO3具有氧化性，应选用的试剂有硫化钠溶液和稀硫酸；其反应的离子方程式为：

2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O；

（4）H2S可与Ag发生置换反应生成H2，检验氢气存在，即说明发生置换反应，所以实验操作为：

将反应后的气体通入足量氢氧化钠溶液中，除去未反应的H2S后，点燃，若观察到火焰呈淡蓝色，说明有H2生成，从而证明H2S与Ag发生了置换反应。

4．在空气中加热S粉和Fe粉的混合物，可观察到下列现象：

（1）有淡蓝色火焰，且生成刺激性气味的气体。

（2）混合粉末变红，放出热量，最后变成黑色固体。

（3）不时有火星从混合物中射出。

请分别写出以上三种情况发生反应的化学方程式：

__________、__________、__________。

【答案】S＋O2

SO2Fe＋S

FeS3Fe＋2O2

Fe3O4

【解析】

【分析】

【详解】

（1）S在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，生成SO2，反应方程式为：

S+O2

SO2；

（2）混合粉末变红，放出热量，最后变为黑色固体是因为Fe与S反应生成FeS，反应方程式为：

Fe+S

FeS；

（3）有火星射出是因为Fe与O2反应生成Fe3O4，反应方程式为：

3Fe+2O2

Fe3O4。

5．实验室用如图所示装置模拟石灰石燃煤烟气脱硫实验：

（1）实验中为提高石灰石浆液脱硫效率可采取的一种措施是____，写出通入SO2和空气发生反应生成石膏（CaSO4·2H2O）的化学方程式____。

（2）将脱硫后的气体通入KMnO4溶液，可粗略判断烟气脱硫效率的现象是____。

（3）研究发现石灰石浆液的脱硫效率受pH和温度的影响。

烟气流速一定时，脱硫效率与石灰石浆液pH的关系如图所示，在pH为5.7时脱硫效果最佳，石灰石浆液5.7＜pH＜6.0时，烟气脱硫效果降低的可能原因是____，烟气通入石灰石浆液时的温度不宜过高，是因为____。

（4）石灰石烟气脱硫得到的物质中的主要成分是CaSO4和CaSO3，实验人员欲测定石灰石浆液脱硫后的物质中CaSO3的含量，以决定燃煤烟气脱硫时通入空气的量。

请补充完整测定CaSO3含量的实验方案：

取一定量石灰石烟气脱硫后的物质，____。

[浆液中CaSO3能充分与硫酸反应。

实验中须使用的药品：

75%的硫酸、标准浓度的（NH4）2Fe（SO4）2溶液，标准浓度的酸性KMnO4溶液]

【答案】不断搅拌、制成浆液2CaCO3+2SO2+O2+4H2O＝2CaSO4·2H2O+2CO2高锰酸钾溶液颜色褪去的快慢石灰石的溶解度减小，减慢了与SO2的反应温度升高SO2的溶解度小加入足量的75%的硫酸，加热，将生成的SO2气体通入一定体积过量的标准浓度的酸性KMnO4溶液，记录加入KMnO4溶液的体积，充分反应后，用标准浓度的（NH4）2Fe（SO4）2溶液滴定（过量酸性KMnO4溶液），记录达到滴定终点时消耗（NH4）2Fe（SO4）2溶液的体积，计算得出结果

【解析】

【分析】

（1）根据加快反应速率的条件分析；利用电子守恒、原子守恒写出化学方程式；

（2）用高锰酸钾溶液检测SO2的含量；

（3）根据影响化学反应速率的因素分析；

（4）利用氧化还原滴定的方法测定CaSO3含量。

【详解】

（1）实验中为提高石灰石浆液脱硫效率采取的措施是不断搅拌、制成浆液；根据电子守恒和原子守恒，写出通入SO2和空气发生反应生成石膏（CaSO4·2H2O）的化学方程式2CaCO3+2SO2+O2+4H2O＝2CaSO4·2H2O+2CO2。

（2）脱硫后的气体含有少量SO2气体，通入KMnO4溶液能使高锰酸钾溶液颜色，因此根据颜色褪去的快慢，可粗略判断烟气脱硫效率，本题答案为：

高锰酸钾溶液颜色褪去的快慢。

（3）由脱硫效率与石灰石浆液pH的关系图知，在为5.7时脱硫效果最佳，pH增大石灰石的溶解度减小，减慢了与SO2的反应；温度升高SO2的溶解度小，因此，本题正确答案为：

石灰石的溶解度减小，减慢了与SO2的反应；温度升高SO2的溶解度小。

（4）欲测定CaSO3的含量，根据所给实验药品，先向样品中加入足量的75%的硫酸，加热，将生成的SO2气体通入一定体积过量的标准浓度的酸性KMnO4溶液，记录加入KMnO4溶液的体积，充分反应后，用标准浓度的（NH4）2Fe（SO4）2溶液滴定（过量酸性KMnO4溶液），记录达到滴定终点时消耗（NH4）2Fe（SO4）2溶液的体积，计算得出结果。

【点睛】

本题考查影响化学反应速率的因素、反应条件的选择、定量测定实验的设计，难点是（4）小题中，实验步骤的设计，要注意实验原理的分析，根据实验原理设计实验步骤。

6．在50mL4mol·L－1的氢氧化钠溶液中，通入一定量的硫化氢，反应完毕，在常温减压条件下，用氮气把溶液吹干，得到白色固体7.92g，通过计算确定白色固体的组成及各组分的质量。

_________________

【答案】白色固体有两种组合。

一种可能是由Na2S（3.12g）和NaOH（4.80g）组成的混合物；另一种可能是由Na2S（7.52g）和NaHS（0.40g）组成的混合物。

【解析】

【分析】

NaOH的物质的量为n（NaOH）=c·V=4mol/L×0.05L=0.2mol，0.2mol的NaOH跟H2S反应，若全部生成Na2S时，白色固体的质量m（Na2S）=78g/mol×

=7.8g，0.2mol的NaOH跟H2S反应，若全部生成NaHS时，白色固体（NaHS）的质量为m（NaHS）=56g/mol×0.2mol=11.2g，因为7.8g<7.92g<11.2g，所以得到的白色固体有两种可能的组合：

一种是Na2S和NaOH的混合物；另一种是Na2S和NaHS的混合物，根据题意列方程式进行计算即可。

【详解】

氢氧化钠的物质的量为n（NaOH）=c·V=4mol/L×0.05L=0.2mol，0.2mol的NaOH跟H2S反应，若全部生成Na2S时，m（Na2S）=78g/mol×

=7.8g；0.2mol的NaOH跟H2S反应，若全部生成NaHS时，m（NaHS）=56g/mol×0.2mol=11.2g，因为7.8g<7.92g<11.2g，所以得到的白色固体有两种可能的组合：

①Na2S和NaOH的混合物；②Na2S和NaHS的混合物。

①设Na2S为xmol，则有（0.2-2x）molNaOH，78g/mol×xmol+40g/mol（0.2-2x）=7.92g，解得x=0.04mol；Na2S的质量m（Na2S）=0.04mol×78g/mol=3.12g，NaOH的质量m（NaOH）=7.92g-3.12g=4.80g；

②设Na2S为ymol，则有（0.2-2y）molNaHS。

78g/mol×ymol+56g·mol（0.2-2y）mol=7.92g，解得y≈0.0965mol，所以Na2S的质量m（Na2S）=78g/mol×0.0965mol=7.52g，NaHS的质量m（NaHS）=7.92g-7.52g=0.40g。

【点睛】

本题考查学生有关混合物的计算知识，注意极值法的应用，学会运用所学知识进行分析和推理能力是关键所在。

7．a、b、c、d、e是含有一种相同元素的五种物质，可发生如下转化：

其中：

a是单质；b是气体；c、d是氧化物；e是最高价氧化物对应的水化物。

（1）如果a是一种淡黄色粉末固体，试推断这五种物质（用化学式表示）：

a______；b______；c______；d______；e______。

（2）如果a是一种常见气体，试推断这五种物质（用化学式表示）：

a______；b______；c______；d______；e______。

【答案】SH2SSO2SO3H2SO4N2NH3NONO2HNO3

【解析】

【分析】

【详解】

（1）如果a是一种淡黄色粉末固体，则a是硫，所以b是硫化氢，c是SO2，d是三氧化硫，e是硫酸，化学式分别为S、H2S、SO2、SO3、H2SO4。

（2）如果a是一种常见气体，则符合转化关系的是氮气，则b是氨气，C是NO，d是NO2，e是硝酸，化学式分别为N2、NH3、NO、NO2、HNO3。

8．大气中硫、氮的氧化物是形成酸雨的主要物质。

某地酸雨中可能含有下列离子：

Na＋、Ba2＋、NH4+、Al3＋、Cl-、SO32-、SO42-、NO3-等。

某研究小组取该地一定量的酸雨，浓缩后将所得澄清试液分成三份，进行如下实验：

试样

所加试剂

实验现象

第一份试液

滴加适量的淀粉KI溶液

溶液呈蓝色

第二份试液

滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液

有白色沉淀产生

第三份试液

滴加NaOH溶液，加热，加入的NaOH溶液体积（V）与生成的沉淀、产生的气体的物质的量（n）的关系如图

请回答下列问题：

（1）根据实验结果判断该酸雨中肯定不存在的离子是____，不能确定的离子有___。

（2）写出第一份试液滴加淀粉KI溶液时发生反应的离子方程式：

____。

（3）第三份试液滴加NaOH溶液，加热，整个过程中发生了多个反应，写出其中两个反应的离子方程式：

①最初发生的离子反应____。

②最后发生的离子反应____。

（4）该小组为了探究NO参与硫酸型酸雨的形成过程，在烧瓶中充入含有少量NO的SO2气体，再慢慢通入O2，发生化学反应后，再喷洒适量蒸馏水即得硫酸型酸雨，则NO在上述反应中的作用是_____。

【答案】SO32-、Ba2+Na+、Cl-6I-＋2NO3-＋8H+=2NO↑＋3I2＋4H2OH+＋OH-=H2OAl（OH）3＋OH-=AlO2-＋2H2O催化剂

【解析】

【分析】

第一份试液：

滴加适量的淀粉KI溶液，显示蓝色，证明一定含有能将碘离子氧化的氧化性离子，因NO3-单独存在氧化性很弱，所以一定会含有H+和NO3-，一定不含有SO32-，因为亚硫酸根离子具有强的还原性，易被氧化，酸性条件下和硝酸根离子不能共存；

第二份试液：

滴加用盐酸酸化BaCl2溶液，出现白色沉淀，则一定含有SO42-，和硫酸根离子反应的Ba2+一定不存在；

第三份试液：

滴加NaOH溶液，加热，加入的NaOH溶液，产生气体，一定是氨气，所以一定含有NH4+，加入氢氧化钠产生沉淀，继续滴加氢氧化钠，沉淀会消失，所以一定含有Al3+；钠离子和氯离子是否存在不能判断；

（3）氢氧根可以和氢离子发生中和反应，可以和铝离子发生反应，可以和铵根离子发生反应，结合图像，根据混合溶液中复分解反应先后顺序分析；

（4）根据物质的性质来书写方程式，根据一氧化氮在反应中的特点来判断所起到的作用。

【详解】

（1）根据上述分析，知道酸雨中肯定不存在的离子是SO32-、Ba2+，Na+、Cl