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‾、CO、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          

（填化學式）；

（2）為了確定X，現將（1）中的兩種物質記為A和B，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灰色沉淀，向該沉淀中滴入稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解。則：

①X為            ；

A．SO       B．SO      C．CH₃COO     D．SiO

②A中的化學鍵類型為                 ；

③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              （精確到0.1g)；

④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                                                           ；

（3）將Cu投入到裝有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，則該反應的離子方程式為：                      。

 

Answer 1

【答案】

（1）Na₂CO₃和Ba(OH)₂ （2分）

（2）①B （2分）

②離子鍵、（極性）共價鍵（2分）

③6.1g  （2分）

④往D的溶液中逐漸加入Ba(OH)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Al，E中含有Mg。

或：往D的溶液中加入適量NaCO溶液，若產生了白色沉淀和無色無味的氣體，則D中含有Al，E中含有Mg。（2分，其他合理答案也得分）

（3）3Cu+8H⁺+2NO₃‾=3Cu+2NO↑+4H₂O （2分）

【解析】

試題分析：（1）CO₃^2-與Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺不能大量共存，OH^-與Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺不能大量共存，由于所含陰、陽離子互不相同，所以對應的物質應為Na₂CO₃和Ba（OH）₂，這兩種物質無需檢驗，必定含有。

（2）①將 （1）中的兩種物質記為A、B，當C與B的溶液混合時，產生紅褐色沉淀和無色無味氣體，紅褐色沉淀為Fe（OH）₃，氣體為CO₂，應發生的是互促水解反應：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂．C中含有Fe³⁺，當C與A的溶液混合時產生沉淀，向該沉淀中滴入過量稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，說明生成BaSO₄沉淀，則C為Fe₂（SO₄）₃，SO₃^2-、SiO₃^2-與Fe³⁺不能共存，CH₃COO^-不可能生成鋇鹽沉淀，則X只能為SO₄^2-，故B項正確。

②A為Ba(OH)₂，含有離子鍵和極性共價鍵。

③Ba(OH)₂ 物質的量為0.02mol，Fe₂(SO₄)₃的物質的量為0.01mol，根據方程式可知Fe₂(SO₄)₃過量，生成的Fe(OH)₃為0.02mol×2×1/3×107g/mol,生成的BaSO₄為0.02mol×233g/mol，共6.1g。

④D中含有NO₃^-，則E中含有Cl^-，剩余Al³⁺、Mg²⁺，Al（OH）₃能溶于過量Ba（OH）₂溶液，檢驗方案為：取少量D的溶液與試管中，逐漸進入Ba（OH）₂溶液至過量，先出現白色沉淀后溶解，則D中含有Al³⁺，若生成的白色沉淀不溶解，則D中含有Mg²⁺。

（3）將Cu投入D溶液中，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，該氣體為NO₂，說明D中含有NO₃^-，反應離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O。

考點：本題考查離子的推斷、實驗方案設計、化學鍵類型，離子方程式的書寫及計算。