Question

17．學習科學知識可以指導生活實踐，某課外學習小組對日常生活中不可缺少的調味品M進行探究．已知C可在D中燃燒發出蒼白色火焰．M與其他物質的轉化關系如圖1所示（部分產物已略去）：

（1）寫出B物質中所含化學鍵的類型離子鍵、共價鍵．
（2）若A是一種常見的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，E溶液與F溶液反應可以制備一種膠體，則E溶液的俗稱是水玻璃．
（3）若A是CO₂氣體，A與B溶液能夠反應，反應后所得的溶液再與鹽酸反應，如圖2所示，則A與B溶液反應后溶液中的溶質化學式為NaHCO₃、Na₂CO₃．
（4）若A是一種常見金屬單質，且A與B溶液能夠反應，則將過量的F加入E溶液中，所發生反應的離子方程式是AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O．
（5）若A是一種化肥．實驗室可用A和B反應制取氣體E，E與F相遇冒白煙，寫出A溶液中陽離子的檢驗方法：取A溶液少量于試管中，加入適量NaOH溶液，加熱，若產生的氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變成藍色，說明A溶液中的陽離子是NH₄⁺．
（6）若A是一種溶液，只可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-中的某些離子，當向該溶液中加入B溶液時發現生成沉淀的物質的量隨B溶液的體積發生變化如圖3所示，由此可知該溶液中肯定含有的離子及其濃度之比為c（H⁺）：c（Al³⁺）：c（NH₄⁺）：c（SO₄^2-）=1：1：2：3．

Answer 1

分析 （1）C可在D中燃燒發出蒼白色火焰，為氫氣與氯氣反應生成HCl，可推知C為H₂、D為Cl₂、F為HCl，M是日常生活中不可缺少的調味品，M的溶液電解生成氫氣、氯氣與B，可推知M為NaCl、B為NaOH，
（2）若A是一種常見的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，則A為SiO₂，E為Na₂SiO₃，E與F溶液反應可以制備G為H₂SiO₃；
（3）曲線中，從0.1L～0.3L發生反應NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，該階段消耗鹽酸為200mL，而開始產生二氧化碳時消耗鹽酸為100mL，小于200mL，所以溶液中的溶質成分NaHCO₃、Na₂CO₃；
（4）若A是一種常見金屬單質，且與NaOH溶液能夠反應，則A為Al，E為NaAlO₂，則將過量的HCl溶液加入NaAlO₂溶液中反應生成鋁鹽；
（5）若A是一種化肥，實驗室可用A和NaOH反應制取氣體E，則E為NH₃、A為銨鹽，E與氯氣相遇均冒白煙，則氨氣與氯氣反應生成氯化銨，同時生成氮氣；
（6）由圖可知，開始加入NaOH沒有沉淀和氣體產生，則一定有H⁺，一定沒有CO₃^2-，后來有沉淀產生且最后消失，則一定沒有Mg²⁺、Fe³⁺，一定含有Al³⁺；中間段沉淀的質量不變，應為NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O的反應，則含有NH₄⁺，由電荷守恒可知一定含有SO₄^2-，根據各階段消耗的NaOH體積結合離子方程式計算n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）之比，再結合電荷守恒計算與n（SO₄^2-）的比例關系，據此計算．

解答 解：（1）C可在D中燃燒發出蒼白色火焰，為氫氣與氯氣反應生成HCl，可推知C為H₂、D為Cl₂、F為HCl，M是日常生活中不可缺少的調味品，M的溶液電解生成氫氣、氯氣與B，可推知M為NaCl、B為NaOH，B中含有離子鍵、共價鍵，
故答案為：離子鍵、共價鍵；
（2）若A是一種常見的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，則A為SiO₂，E為Na₂SiO₃，與F溶液反應可以制備G為H₂SiO₃，E溶液的俗稱是水玻璃，
故答案為：水玻璃；
（3）假設溶質為碳酸鈉，則前后消耗鹽酸的體積應相等，而曲線中，從0.1L～0.3L發生反應NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，該階段消耗鹽酸為200mL，而開始產生二氧化碳時消耗鹽酸為100mL，小于200mL，所以溶液中的溶質成分NaHCO₃、Na₂CO₃，
故答案為：NaHCO₃、Na₂CO₃；
（4）若A是一種常見金屬單質，且與NaOH溶液能夠反應，則A為Al，E為NaAlO₂，則將過量的HCl溶液加入NaAlO₂溶液中，所發生反應的離子方程式是：AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O，
故答案為：AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O；
（5）若A是一種化肥，實驗室可用A和NaOH反應制取氣體E，則E為NH₃、A為銨鹽，E與氯氣相遇均冒白煙，則氨氣與氯氣反應生成氯化銨，同時生成氮氣，A溶液中陽離子的檢驗方法：取A溶液少量于試管中，加入適量NaOH溶液，加熱，若產生的氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變成藍色，說明A溶液中的陽離子是NH₄⁺，
故答案為：取A溶液少量于試管中，加入適量NaOH溶液，加熱，若產生的氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變成藍色，說明A溶液中的陽離子是NH₄⁺；
（6）由圖可知，開始加入NaOH沒有沉淀和氣體產生，則一定有H⁺，一定沒有CO₃^2-，后來有沉淀產生且最后消失，則一定沒有Mg²⁺、Fe³⁺，一定含有Al³⁺；中間段沉淀的質量不變，應為NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O的反應，則含有NH₄⁺，由電荷守恒可知一定含有SO₄^2-，發生反應H⁺+OH^-=H₂O，氫離子消耗NaOH溶液的體積為1體積，發生反應Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，鋁離子消耗NaOH溶液的體積為3體積，發生反應NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，銨根消耗氫氧化鈉為2體積，則n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）=1：1：2，由電荷守恒可知，n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）：n（SO₄^2-）=1：1：2：3，故c（H⁺）：c（Al³⁺）：c（NH₄⁺）：c（SO₄^2-）=1：1：2：3，
故答案為：c（H⁺）：c（Al³⁺）：c（NH₄⁺）：c（SO₄^2-）=1：1：2：3．

點評 本題考查無機物推斷等，題目涉及元素化合物較多，需要學生全面掌握據基礎知識，（6）中根據圖象中的平臺確定含有銨根離子是關鍵，注意離子方程式與電荷守恒的應用，難度中等．