Question

【題目】A、B、C、D四種離子化合物分別由Ba2+、NH4+、Na+、Mg2+中的一種和OH-、HSO4-、CO32-、Cl-中的一種組成。為確定其組成，某興趣小組做了以下實驗：

①配制濃度均為0.1mol/L的四種溶液，測其PH，其中B的PH大于13，C的PH大于7。

②將足量的B溶液與A溶液混合并微熱，生成了白色沉淀與刺激性氣味氣體。

據此請回答下列問題：

（1）D的化學式為____，A在水中的電離方程式為____；

（2）A與B按物質的量之比2:1在水溶液中進行反應的離子方程式為___；

（3）已知CH3COONH4溶液呈中性，如將等濃度、等體積的A溶液滴加到C溶液中，所得混合液呈____性（填“酸”、“堿”、“中”），各離子濃度由大到小的順序為____；

（4）將C和D的溶液分別蒸干并灼燒，所得固體分別是____。（填化學式）

（5）分別向含有0.15molB的溶液中加入100mL和200mL的A溶液并加熱收集生成的氣體，所得氣體在標準狀況下的體積均為VL，則V等于____，所加A溶液的物質的量濃度為____；

Answer 1

【答案】 MgCl2 NH4HSO4 = NH4+＋ H＋ + SO42－ SO42－ ＋ 2H＋ + Ba2+ + 2OH－ = BaSO4↓ + 2H2O 堿 c(Na＋)＞c(SO42－)＞c(NH4＋)＞c(HCO3-）＞c(OH－)＞c(H＋)＞c(CO32-） Na2CO3、MgO 2.24 1 mol/L

【解析】①配制濃度均為0.1mol/L的四種溶液，測其PH，其中B的PH大于13，證明B為二元強堿Ba(OH)2，C的PH大于7，應該為碳酸鹽的水解所致；②將足量的B溶液與A溶液混合并微熱，生成了白色沉淀與刺激性氣味氣體，C為碳酸鹽，則A只能是NH4HSO4，與Ba(OH)2反應生成白色沉淀BaSO4和刺激性氣味氣體氨氣，故C為Na2CO3，最后確定D為MgCl2。（1）D的化學式為MgCl2；A為NH4HSO4，在水中的電離方程式為NH4HSO4 = NH4+＋ H＋ + SO42－；（2）NH4HSO4與Ba(OH)2按物質的量之比2:1在水溶液中進行反應的離子方程式為：SO42－ ＋ 2H＋ +Ba2+ + 2OH－ = BaSO4↓ + 2H2O；（3）已知CH3COONH4溶液呈中性，如將等濃度、等體積的NH4HSO4溶液滴加到Na2CO3溶液中，發生反應的化學方程式為：2NH4HSO4+2Na2CO3= (NH4)2SO4+ Na2SO4+ 2NaHCO3，若不考慮水解，溶液中鹽電離的陰陽離子除鈉離子濃度最大以外，其他濃度相等；而(NH4)2SO4水解呈酸性，NaHCO3水解呈堿性，醋酸酸性強于碳酸，HCO3-的水解程度大于CH3COO-，CH3COONH4溶液呈中性，HCO3-的水解程度大于NH4+，所得混合液呈堿性，各離子濃度由大到小的順序為：c(Na＋)＞c(SO42－)＞c(NH4＋)＞c(HCO3-）＞c(OH－)＞c(H＋)＞c(CO32-）；（4）將Na2CO3溶液分別蒸干并灼燒，Na2CO3是多元弱酸鹽，水溶液里分步水解：Na2CO3+H2O = NaHCO3+NaOH、NaHCO3+H2O=H2CO3+NaOH，水解以第一步為主（第一步都是微弱的了，第一步還遠遠大于第二步，所以第二步水解基本忽略），加熱時，第一步水解產物NaHCO3和NaOH都不揮發，兩者濃度大了，又會相互反應生成Na2CO3，所以揮發的只是H2O，平衡向左移，最終得到Na2CO3；將MgCl2溶液分別蒸干并灼燒，MgCl2是強酸弱堿鹽，發生如下水解：MgCl2+H20Mg(OH)2+HCl，HCl易揮發，加熱時揮發掉，使水解平衡向右移，MgCl2水解完全，得到Mg(OH)2（或者還有溶劑水，但繼續加熱會蒸發掉），Mg(OH)2在灼燒時分解：Mg(OH)2＝MgO +H2O，水又揮發掉，則只剩MgO；（5）Ba(OH)2與NH4HSO4反應時，除硫酸鋇沉淀的生成外，離子反應為先OH－+H＋=H2O，再OH－+ NH4＋ NH3↑，含有0.15mol Ba(OH)2的溶液中n(OH－)=0.3mol，NH4HSO4溶液中n(H＋)： n(NH4＋)=1:1，分別向含有0.15mol Ba(OH)2的溶液中加入100mL和200mL的NH4HSO4溶液并加熱收集生成的氣體，所得氣體在標準狀況下的體積均為VL，則100mL NH4HSO4溶液反應時0.15mol Ba(OH)2的溶液過量，銨根離子全部轉化為氨氣mol，

OH－+H＋=H2O

OH－+ NH4＋ NH3↑

200mL NH4HSO4溶液反應時NH4HSO4溶液過量，產生氨氣體積相等，故只有一半銨根離子參與反應：

OH－+H＋=H2O

OH－+ NH4＋ NH3↑

n(OH－)=+==0.3mol，V=2.24L，100mL NH4HSO4溶液中n(NH4＋)= n(NH3)==0.1mol，c(NH4HSO4)=c(NH4＋)==1mol/L。