Question

現有五種可溶性物質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^-、NO₃^-、CO₃^2-、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是     和      （填化學式）。

（2）為了確定X，現將（1）中的兩種物質記為A和B，含X的物質為記C，當C與B的溶液混合時，產生紅褐色沉淀和無色無味氣體；當C與A的溶液混合時產生棕黃色沉淀，向該沉淀中滴人稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解。則：X為            。

A．SO₃^-      B．SO₄^2-    C．CH₃COO^-       D．SiO₃^2-

（3）B的水溶液中所有離子的濃度由大到小的順序為             （用離子符號表示）。

（4）將0．02 mol的A與0．01mol的C同時溶解在足量的蒸餾水中，充分反應后，最終所得沉淀的質量為            （保留一位小數）。

（5）將Cu投人到裝有D溶液的試管中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現。則物質D一定含有上述離子中的            （填相應的離子符號）。有關反應的離子方程式為：               。

（6）利用上述已經確定的物質，可以檢驗出D，E中的陽離子。請簡述實驗操作步驟、現象及結論                   。

Answer 1

（1）Na₂CO₃、Ba(OH)₂（各1分）

（2）B（2分）

（3）c(Na⁺)>c(CO₃^2-)>c(OH^-)>c(HCO₃^-)>c(H⁺)（2分）

（4）6.1g（4分）

（5）NO₃^-（1分）；3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O（2分）

（6）往D的溶液中逐漸加入Ba(OH)₂溶液直至過量，若先出現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⁺。）（2分，其他合理答案也給分）

解析:

（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⁺結合成Ba(OH)₂存在

(2) 產生紅褐色沉淀和無色無味氣體，很明顯是Fe³⁺與CO₃^2-發生雙水解的現象，不難得出B為Na₂CO₃， A為Ba(OH)₂， C中有Fe³⁺。又因C與A反應產生的白色沉淀不溶于稀HNO₃所以C為Fe₂（SO₄）₃.故X為（3）Na₂CO₃溶液中各離子濃度大小為c(Na⁺)>c(CO₃^2-)>c(OH^-)>c(HCO₃^-)>c(H⁺)（4）0.02mol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，計算得沉淀質量約為??6.1g（5）NO₃^-在酸性環境下有強氧化性，能溶解銅（6）如答案