Question

現(xiàn)有五種可溶性物質(zhì)A、B、C、D、E，它們所含的陰、陽離子互不相同，分別含有 五種陽離子Na⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和五種陰離子Cl^-、OH^-、NO

- 3

、CO

2- 3

、X中 的一種．
（1）某同學通過比較分析，認為無需檢驗就可判斷其中必有的兩種物質(zhì)是

 

、

 

（填化學式）．
（2）為了確定X，現(xiàn)將（1）中的兩種物質(zhì)記為A和B．當含X離子的C與A的溶液混 合時，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味氣體；當C與B的溶液混合時產(chǎn)生兩種沉淀，向該沉淀中滴入足量的稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀．則：
①X為

 

（填序號）．
A．SiO

2- 3

    B．CH₃COO^-C．SO

2- 4

②A的水溶液中所有離子的濃度由大到小的順序為

 

．
③化合物B的電子式

 

．
④將0.02mol的B與0.01mol的C同時溶解在足量的蒸餾水中，充分反應后，最終 所得沉淀的質(zhì)量為

 

g（精確到0.1g）．
⑤利用上述已經(jīng)確定的一種物質(zhì)，可以檢驗出D、E中的陽離子．請簡述實驗操作步 驟、現(xiàn)象及結(jié)論

 

．
（3）將Cu片投入到裝有D溶液的試管中，Cu片不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu片逐漸 溶解，試管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，有關反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)碳酸根離子和鋇離子與其它離子能夠形成的可溶性物質(zhì)分析；
（2）①根據(jù)當含X離子的C與A的溶液混 合時，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味氣體，說明發(fā)生了雙水解，推斷出A為碳酸鈉，則B為氫氧化鋇，再根據(jù)當C與B的溶液混合時產(chǎn)生兩種沉淀，向該沉淀中滴入足量的稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀，推斷出C為硫酸鐵；
②根據(jù)碳酸鈉溶液的水解顯示堿性，寫出溶液中離子濃度大小關系；
③根據(jù)離子化合物的電子式書寫方法寫出氫氧化鋇的電子式；
④根據(jù)氫氧化鋇、硫酸鐵中鋇離子、硫酸根離子、鐵離子和氫氧根離子的物質(zhì)的量判斷過量，根據(jù)不足的量計算出生成的沉淀質(zhì)量；
⑤利用氫氧化鋇溶液或在碳酸鈉溶液進行鑒別；
（3）將Cu片投入到裝有D溶液的試管中，Cu片不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu片逐漸溶解，證明D中含有硝酸根離子，寫出銅與稀硝酸反應的離子方程式．

解答：解：（1）因陽離子中Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺均不能與CO₃^2-共存，所以CO₃^2-只能與Na⁺結(jié)合成Na₂CO₃存在，又因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺均不能與OH^-共存，所以OH^-只能與Ba²⁺結(jié)合成Ba（OH）₂存在，
故答案為：Na₂CO₃；Ba（OH）₂；
（2）①產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味氣體，很明顯是Fe³⁺與CO₃^2-發(fā)生雙水解的現(xiàn)象，不難得出A為Na₂CO₃，B為Ba（OH）₂，C中有Fe³⁺，又因C與A反應產(chǎn)生的白色沉淀不溶于稀HNO₃所以C為Fe₂（SO₄）₃．，故X為SO₄^2-，
故選C；
②根據(jù)①可知，A為碳酸鈉溶液，碳酸根離子發(fā)生了水解，溶液顯示堿性，Na₂CO₃溶液中各離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）；
③化合物B為氫氧化鋇，氫氧化鋇為離子化合物，離子化合物的電子式需要標出所帶的電荷，氫氧化鋇的電子式為：，
故答案為：；
④0.02mol的Ba（OH）₂與0.01mol的Fe₂（SO₄）₃反應，即0.02mol Ba²⁺、0.04mol OH^-、0.02mol Fe³⁺、0.03molSO₄^2-，故生成0.02molBaSO₄和0.04/3mol Fe（OH）₃沉淀，計算得沉淀質(zhì)量為：0.02mol×233g/mol+0.04mol3×107g/mol≈6.1g，
故答案為：6.1；
⑤用上述已經(jīng)確定的氫氧化鋇溶液或者碳酸鈉溶液，可以檢驗出D、E中的陽離子，檢驗方法為：往D的溶液中逐漸加入Ba（OH）₂溶液直至過量，若先出現(xiàn)白色沉淀后又逐漸溶解，則D中含有Al³⁺，E中含有Mg²⁺．（或往D的溶液中加入適量Na₂CO₃溶液若產(chǎn)生了白色沉淀和無色無味的氣體，則D中含有Al³⁺，E中含有Mg²⁺．）
故答案為：往D的溶液中逐漸加入Ba（OH）₂溶液直至過量，若先出現(xiàn)白色沉淀后又逐漸溶解，則D中含有Al³⁺，E中含有Mg²⁺．（或往D的溶液中加入適量Na₂CO₃溶液若產(chǎn)生了白色沉淀和無色無味的氣體，則D中含有Al³⁺，E中含有Mg²⁺．）
（3）銅不溶于稀硫酸，但能溶于稀硝酸，所以D中一定含有NO₃^-，反應的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．

點評：本題考查了常見離子的檢驗方法，題目難度較大，考查學生的綜合運用知識的能力，運用假設法和排除法進行篩選，即可判斷出幾種離子的組合；在計算④時，應注意量的問題，找出過量的離子．