Question

4．有A、B、C、D、E五種常見化合物，都是由下表中的離子形成的：

陽(yáng)離子	K+Na+Cu2+Al3+
陰離子	SO42- HCO3-NO3-OH-

為了鑒別上述化合物，分別完成以下實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果是：
①將它們?nèi)苡谒�后，D為藍(lán)色溶液，其他均為無(wú)色溶液；
②將E溶液滴人到C溶液中出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加，沉淀溶解；
③進(jìn)行焰色反應(yīng)，僅有B、C為紫色（透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃）；
④在各溶液中加入硝酸鋇溶液，再加過(guò)量稀硝酸，只有A中放出無(wú)色氣體，只有C、D中產(chǎn)生白色沉淀；
⑤將B、D兩溶液混合，未見沉淀或氣體生成．根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)填空：
（1）寫出B、C的化學(xué)式：BKNO₃，CKAl（SO₄）₂．
（2）將含l mol A的溶液與含l mol E的溶液反應(yīng)后蒸干，僅得到一種化合物，該化合物化學(xué)式為Na₂CO₃．
（3）C常用作凈水劑，用離子方程式表示其凈水原理Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺．
（4）在A溶液中加入過(guò)量澄清石灰水，其離子方程式為2HCO₃^-+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+CO₃^2-+H₂O．
（5）向20mL 2mol/L C溶液中加入60mL E溶液，充分反應(yīng)后得到0.78g沉淀，則E溶液的物質(zhì)的量濃度可能是0.5和2.5moI/L．

Answer 1

分析 ①將它們?nèi)苡谒�后，D為藍(lán)色溶液，說(shuō)明D中含有離子Cu²⁺；
②將E溶液滴入到C溶液中出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加，沉淀溶解，由以上離子可以看出，應(yīng)為Al³⁺與OH^-的反應(yīng)；
③進(jìn)行焰色反應(yīng)，只有B、C為紫色（透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃），說(shuō)明B、C中含有K⁺；
④在各溶液中加入硝酸鋇溶液，再加過(guò)量稀硝酸，A中放出無(wú)色氣體，則A含有HCO₃^-，C、D中產(chǎn)生白色沉淀該沉淀為BaSO₄，說(shuō)明C、D中含有SO₄^2-；
⑤將B、D兩溶液混合，未見沉淀或氣體生成，說(shuō)明二者沒有發(fā)生任何反應(yīng)．以此解答該題．

解答 解：①將它們?nèi)苡谒�后，D為藍(lán)色溶液，說(shuō)明D中含有離子Cu²⁺；
②將E溶液滴入到C溶液中出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加，沉淀溶解，由以上離子可以看出，應(yīng)為Al³⁺與OH^-的反應(yīng)，則E中含有OH^-，C中含有Al³⁺；
③進(jìn)行焰色反應(yīng)，只有B為紫色（透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃），說(shuō)明B中含有K⁺；
④在各溶液中加入硝酸鋇溶液，再加過(guò)量稀硝酸，A中放出無(wú)色氣體，
則A含有HCO₃^-，焰色反應(yīng)不呈紫色，A應(yīng)為NaHCO₃，
C、D中產(chǎn)生白色沉淀該沉淀為
BaSO₄，說(shuō)明C、D中含有SO₄^2-；
所以C為KAl（SO₄）₂，D為CuSO₄，E焰色反應(yīng)不呈紫色，只能為NaOH，
⑤將B、D兩溶液混合，D為CuSO₄，未見沉淀或氣體生成，說(shuō)明二者沒有發(fā)生任何反應(yīng)，則B為KNO₃，
則（1）B、C的化學(xué)式分別為KNO₃，CuSO₄，故答案為：KNO₃，KAl（SO₄）₂；
（2）將含1mol A的溶液與含1mol E的溶液反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O，溶液反應(yīng)后蒸干，
得到的化合物為Na₂CO₃，故答案為：Na₂CO₃；
（3）Al₂（SO₄）₂常作凈水劑，原因是Al³⁺離子水解生成具有較強(qiáng)吸附性的Al（OH）₃膠體，
反應(yīng)的離子方程式為Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，
故答案為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（4）在NaHCO₃溶液中加少入量澄清石灰水，其離子方程式為2HCO₃^-+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+CO₃^2-+H₂O，
故答案為：2HCO₃^-+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+CO₃^2-+H₂O；
（5）20mL2mol/L AlCl₃完全轉(zhuǎn)化為沉淀的質(zhì)量為0.02L×2mol/L×78g/mol=3.12g，
根據(jù)Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓和Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+H₂O，可知NaOH存在兩種情況，一是不足，
二是使Al（OH）₃部分溶解，
設(shè)NaOH的濃度為c，當(dāng)NaOH不足時(shí)，
 Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓
     3mol    78g
 0.06L×c    0.78g
c=$\frac{3mol×0.78g}{78g×0.06L}$=0.5mol/L，
當(dāng)NaOH使Al（OH）₃部分溶解時(shí)，設(shè)NaOH的物質(zhì)的量為x，根據(jù)反應(yīng)：
       Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓
      1mol       3mol       78g
     0.04mol    0.12mol    3.12g
      Al（OH）₃ +OH^-═AlO₂^-+H₂O
      78g           1mol
（3.12-0.78）g   （x-0.12mol）
x=0.15mol，
則NaOH的物質(zhì)的量濃度為：c=$\frac{0.15mol}{0.06L}$=2.5mol/L，
故答案為：0.5 和2.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查離子的檢驗(yàn)，物質(zhì)的量濃度的計(jì)算，題目難度中等，注意從離子反應(yīng)的現(xiàn)象和離子共存等角度思考．