Question

甲、乙、丙、丁和戊五種溶液，分別由NH₄⁺、K⁺、Al³⁺、Ag⁺、Ba²⁺和Cl^-、Br^-、NO₃^-、SO₄^2-、CO₃^2-中的一種組成（離子不重復出現）．其中甲、丁、戊三種溶液使紫色石蕊試液變紅，乙溶液呈堿性，甲和乙反應可生成白色沉淀和氣體，丁可分別與甲、乙、丙反應生成白色沉淀．根據上述事實推斷上述溶液中溶質的化學式．
（1）甲

Al₂（SO₄）₃

 乙

K₂CO₃

 丙

BaCl₂

丁

AgNO₃

 戊

NH₄Br

（2）寫出甲、乙反應的離子方程式

2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑

．
（3）用離子方程式表示戊溶液呈酸性的原因是

NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺

．

Answer 1

分析：由甲、乙、丙、丁和戊是五種鹽溶液，根據鹽類水解原理可知，強酸弱堿鹽水解呈酸性，強堿弱酸鹽水解呈堿性．
NH₄⁺、Al³⁺、Ag⁺為弱堿陽離子，K⁺、Ba²⁺為強堿陽離子．Cl^-、Br^-、NO₃^-、SO₄^2-為強酸根離子，CO₃^2-為弱酸根離子，
其中Ag⁺只能NO₃^-結合成AgNO₃溶液，因為Ag⁺與其它酸根離子都是形成難溶于水的沉淀．Ba²⁺不能SO₄^2-、CO₃^2-相結合，因為BaSO₄、BaCO₃ 都為白色沉淀．Ag⁺不能Cl^-、Br^-、SO₄^2-、CO₃^2-相結合，因為AgCl、Ag₂SO₄、Ag₂CO₃都為白色沉淀，AgBr為淺黃色沉淀．乙溶液呈堿性，只能是強堿弱酸鹽溶液，可推得為K₂CO₃．能夠發生雙水解反應的離子為：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₂↑，根據題目已知條件即可求解．

解答：解：（1）根據其中甲、丁、戊三種溶液使紫色石蕊試液變紅，說明甲、丁、戊三種溶液為強酸弱堿鹽，水解呈酸性，使紫色石蕊試液變紅．乙溶液呈堿性．可推測知丙為中性溶液．
根據乙溶液呈堿性，乙為強堿弱酸鹽，而K⁺、Ba²⁺為強堿陽離子，CO₃^2-為弱酸根離子，因此乙只能為K₂CO₃．
根據甲和乙反應生成白色沉淀和氣體，乙中含CO₃^2-，而能與CO₃^2-反應生成沉淀的有Al³⁺、Ag⁺、Ba²⁺，其中CO₃^2-和Al³⁺發生雙水解反應不僅生成沉淀而且生成氣體，離子反應為2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₂↑，所以甲中含Al³⁺，而甲為強酸弱堿鹽酸性溶液，酸根離子為Cl^-、Br^-、SO₄^2-中的一種．
根據丁可分別與甲、乙、丙反應生成白色沉淀，乙為K₂CO₃，因此丁中只能是陽離子與乙中CO₃^2-反應生成沉淀，丁中陽離子可能為Ag⁺、Ba²⁺中的一種．而丁為強酸弱堿鹽，故可確定丁中含Ag⁺，只能為AgNO₃．戊為強酸弱堿鹽，戊中只能含NH₄⁺．丙為中性溶液，為強酸強堿鹽，可確定丙中只能含Ba²⁺．因為丁為AgNO₃，與甲、乙、丙反應生成白色沉淀，
與Ag⁺反應生成白色沉淀的酸根離子有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-，丙中含Ba²⁺，所以丙為BaCl₂，甲中含Al³⁺，所以甲為Al₂（SO₄）₃，最后戊中含NH₄⁺，與之結合的酸根離子為Br^-，即戊為NH₄Br，
故答案為：Al₂（SO₄）₃；K₂CO₃；BaCl₂；AgNO₃；NH₄Br；
（2）甲為Al₂（SO₄）₃，乙為K₂CO₃，甲和乙反應可生成白色沉淀和氣體，根據反應物可推知沉淀為Al（OH）₃，
氣體為CO₂．發生雙水解反應Al³⁺+CO₃^2-+H₂O=Al（OH）₃↓+CO₂↑，根據電荷守恒、原子守恒配平離子方程式，即
2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（3）戊為NH₄Br，是強酸弱堿鹽，在水溶液中，弱堿陽離子NH₄⁺要發生水解，生成H⁺，導致溶液成酸性，水解的離子方程式為NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺．

點評：本題考查鹽類水解、雙水解、離子方程式、離子反應等內容，題目中的信息是解題關鍵，如溶液、使紫色石蕊試液變紅、溶液呈堿性、生成白色沉淀和氣體等，同時前后聯系，并挖掘出題中隱含信息，才能加深對試題的理解．