Question

4．A、B、C、D、E五種物質均是由兩種離子組成，它們均可溶于水并完全電離，電離出的所有離子如下表所示：

陽離子	Na+、Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+
陰離子	Cl-、OH-、NO3-、CO32-、X

（1）某同學通過比較分析，認為無需檢驗就可判斷出其中必有的兩種物質是Na₂CO₃、Ba（OH）₂  （填化學式）；若將此兩種物質記為A和B，含X的物質記為C，當C的溶液與B的溶液混合時，產生紅褐色沉淀和無色無味的氣體；當C的溶液與A的溶液混合時也產生沉淀，向該沉淀中滴入過量的稀HNO₃時，沉淀部分溶解，但最后留下白色的固
體，則離子X的符號為SO₄^2-．
（2）將0.02mol A與0．O1mol C同時溶解在足量的蒸餾水中，充分反應后最后得到的沉淀質量為6.1g （精確到0.1g）．

Answer 1

分析 （1）因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺和OH^-反應生成沉淀，Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和CO₃^2-反應，則不能共存，所以一定存在的物質為Na₂CO₃和Ba（OH）₂，C與B的溶液混合時，產生紅褐色沉淀和無色無味氣體，沉淀為氫氧化鐵、氣體為二氧化碳；C與A的溶液混合時產生混合物沉淀，向該沉淀中滴入稀鹽酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂，C為硫酸鐵，另兩種物質為氯化鋁、硝酸鎂或氯化鎂、硝酸鋁；
（2）已知C為Fe₂（SO₄）₃，A為Ba（OH）₂，將0.02molA與0.01molC同時溶解在足量的蒸餾水中，反應生成碳酸鋇沉淀和氫氧化鐵沉淀，根據反應方程中的關系求出沉淀的量．

解答 解：（1）因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺和OH^-反應生成沉淀，Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和CO₃^2-反應，則不能共存，所以一定存在的物質為Na₂CO₃和Ba（OH）₂，根據C與B的溶液混合時，產生紅褐色沉淀和無色無味氣體，可知沉淀為氫氧化鐵、氣體為二氧化碳，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂；C與A的溶液混合時產生混合物沉淀，向該沉淀中滴入稀鹽酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，則C為硫酸鐵，另兩種物質為氯化鋁、硝酸鎂或氯化鎂、硝酸鋁，因C為Fe₂（SO₄）₃，則陰離子有SO₄^2-，則X為SO₄^2-，
故答案為：Na₂CO₃、Ba（OH）₂；SO₄^2-；
（3）已知C為Fe₂（SO₄）₃，A為Ba（OH）₂，將0.02molA與0.01molC同時溶解在足量的蒸餾水中，反應生成碳酸鋇沉淀和氫氧化鐵沉淀，Fe₂（SO₄）₃+3Ba（OH）₂═2Fe（OH）₃↓+3BaSO₄↓，根據方程式可知，硫酸鐵過量，按照Ba（OH）₂計算，
則n（BaSO₄）=0.02mol，n（Fe（OH）₃）=$\frac{2}{3}$×0.02mol，
所以沉淀的質量為m（BaSO₄）+m（Fe（OH）₃）=0.02mol×233g/mol+$\frac{2}{3}$×0.02mol×107g/mol=6.1g，
故答案為：6.1g．

點評 本題考查離子推斷、實驗方案設計等，是對所學知識的綜合考查，題目難度較大，綜合度較高，旨在考查學生的推斷能力與方案設計能力，注意根據反應現象進行推斷．