题目内容

7．现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种阳离子Na+、Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+和五种阴离子Cl-、OH-、NO3-、CO32-、X中的一种．
（1）某同学通过比较分析，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是Na2CO3、Ba（OH）2（填化学式）．
（2）为了确定X，现将（1）中的两种物质记为A和B．当C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体；当C与A的溶液混合时产生二种沉淀，向该沉淀中滴入足量的稀HNO3，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀．则：
①X为c（填序号）． A．SO3 2-   B．CH3COO-   C．SO42-   D．SiO3 2-
②化合物A的电子式．
③B的水溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）．
④将0.02mol的A与0.01mol的C同时溶解在足量的蒸馏水中，充分反应后，最终所得沉淀的质量为6.1g（精确到0.1g）．
⑤利用上述已经确定的一种物质，可以检验出D、E中的阳离子．请简述实验操作步骤、现象及结论往D的溶液中逐渐加入Ba（OH）2溶液直至过量，若先出现白色沉淀后又逐渐溶解，则D中含有Al3+，E中含有Mg2+．（或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液若产生了白色沉淀和无色无味的气体，则D中含有Al3+，E中含有Mg2+．）．
（3）将Cu片投入到装有D溶液的试管中，Cu片不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu片逐渐溶解，试管口附近有红棕色气体出现，有关反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O．

分析 （1）根据离子之间结合生成沉淀，不能共存，确定含有的两种物质；
（2）①C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体，沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳；C与A的溶液混合时产生混合物沉淀，向该沉淀中滴入稀盐酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，则B为Na2CO3，A为Ba（OH）2，C为硫酸铁，另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝；
②由于A为Ba（OH）2，写出电子式；
③根据碳酸钠溶液水解呈碱性来分析；
④根据0.02mol的Ba（OH）2与0.01mol的Fe2（SO4）3反应会生成0.02molBaSO4和$\frac{0.04}{3}$mol Fe（OH）3沉淀来计算；
⑤根据D，E中的阳离子为Al3+、Mg2+，利用Al3+、Mg2+两者与过量的强碱反应的现象不同来鉴别；
（3）将Cu片投入到装有D溶液的试管中，Cu片不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu片逐渐溶解，证明D中含有硝酸根离子，写出铜与稀硝酸反应的离子方程式．

解答 解：（1）因Al3+、Mg2+、Fe3+和OH-反应生成沉淀，Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+和CO32-反应，则不能共存，所以一定存在的物质为Na2CO3和Ba（OH）2，
故答案为：Na2CO3；Ba（OH）2；
（2）①根据C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体，可知沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳，则B为Na2CO3，A为Ba（OH）2；C与A的溶液混合时产生混合物沉淀，向该沉淀中滴入稀盐酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，则C为硫酸铁，另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝，因C为Fe2（SO4）3，则阴离子有SO42-，则X为SO42-，
故选C；
②Ba（OH）2是离子化合物，由钡离子与氢氧根离子构成，钡离子电子式为Ba2+，氢氧根根离子电子式为，所以Ba（OH）2的电子式为；Ba原子最故答案为：；
③Na2CO3为强碱弱酸盐，水解呈碱性，且第一步水解大于第二步水解，则溶液中各离子浓度大小为c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+），
故答案为：c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）；
④0.02mol的Ba（OH）2与0.01mol的Fe2（SO4）3反应，即0.02mol Ba2+、0.04mol OH-、0.02mol Fe3+、0.03molSO42-，故生成0.02molBaSO4和$\frac{0.04}{3}$mol Fe（OH）3沉淀，计算得沉淀质量约为0.02mol×233g/mol+$\frac{0.04}{3}$mol×107g/mol=6.1g，故答案为：6.1g；
⑤D，E中的阳离子为Al3+、Mg2+，检验Al3+，可逐渐加入Ba（OH）2溶液直至过量，若先出现白色沉淀后又逐渐溶解，因Al3+易水解，也可加入Na2CO3溶液，若产生了白色沉淀和无色无味的气体，
故答案为：往D的溶液中逐渐加入Ba（OH）2溶液直至过量，若先出现白色沉淀后又逐渐溶解，则D中含有Al3+，E中含有Mg2+．（或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液若产生了白色沉淀和无色无味的气体，则D中含有Al3+，E中含有Mg2+．）
（3）铜不溶于稀硫酸，但能溶于稀硝酸，所以D中一定含有NO3-，反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，
故答案为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O．

点评 本题考查了常见离子的检验方法，题目难度较大，考查学生的综合运用知识的能力，运用假设法和排除法进行筛选，即可判断出几种离子的组合；在计算④时，应注意量的问题，找出过量的离子．

练习册系列答案
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17．如图是常见原电池装置，电流表G发生偏转：
（1）若两个电极分别是Zn、Cu，电解质溶液是稀硫酸，正极的电极反应式为2H++2e-=H2↑；如果把电解质溶液换成硫酸铜溶液，则正极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu．
（2）若总反应是2FeCl3+Fe=3FeCl2，则可以做负极材料的是Fe，负极上发生的电极反应是Fe-2e-=Fe2+．
（3）若电解质溶液是稀硫酸，Mg、Al两种金属做电极，则Mg电极的电极反应式为Mg-2e-=Mg2+；若电解质溶液换作稀氢氧化钠溶液，Mg、Al两金属做电极，则Mg是正极（填“正极”或“负极”），总反应的离子方程式是2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑．
18．将下列物质分别装入有水的锥形瓶里，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内滴有红墨水的水面呈现如图所示状态．加入的物质不可能是（不考虑加入物质引起的溶液体积的变化）（　　）
A．固体NaOHB．浓H2SO4
C．Ba（OH）2•8H2O与NH4Cl糊状物D．CaO固体
15．（1）如图装置甲是某种不溶于水的气体X的发生装置和收集装置（必要时可以加热），所用的试剂从下列试剂中选取2-3种：硫化亚铁、二氧化锰、铜屑、氯化铵、稀氨水、大理石、浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、蒸馏水．
①气体X的分子式是NO．
②所选择的药品a是稀硝酸，c是蒸馏水．
③下列装置乙和丙，能代替装置甲的简易装置是乙（填“乙”或“丙”）

④请写出在试管a中所发生反应的离子方程式3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O．
（2）在进行研究性学习的过程中，学生发现等质量的铜片分别与等体积均过量的浓硝酸或稀硝酸反应（假设反应前后溶液体积不变），所得到溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，针对这种现象，学生进行了讨论，出现两种意见，一种认为：Cu2+浓度差异引起了这种现象，你认为不正确（填“正确”或“不正确”），依据是：铜片质量相同，生成铜离子的物质的量相同，溶液体积相同，且硝酸过量，故生成的Cu2+的浓度相同；
另一种意见是：溶液呈绿色可能是Cu2+与NO2混合的结果，并用实验进行了证明，这些方案中可行的是acd
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化b．加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
（3）足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68L O2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸．若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/L NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是60 mL．
2．（1）2，4，6-三甲基-5-乙基辛烷的分子中共有6个甲基原子团．
（2）分子中有6个甲基而一溴代物只有1种的烷烃的分子式是C8H18，其结构简式是．
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A．2.24gB．3.36gC．5.60gD．10.08g
19．下列说法不正确的是（　　）
A．使用可再生资源、用超临界二氧化碳替代有机溶液剂、注重原子的经济性、采用低能耗生产工艺等都是绿色化学的内容
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16．已知：共轭二烯烃（如1，3-丁二烯）可以发生如下两种加成反应：
请以苯酚为原料，其他无机试剂任选，合成，写出正确的合成路线：
．
17．（1）如图1是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图，则该有机物可能的结构简式为CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3．
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请指出该核磁共振谱表示的物质是2-丙醇，
（3）某有机化合物A的相对分子质量大于110，小于150．经分析得知，其中碳和氢的质量分数之和为52.24%，其余为氧．请回答：
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②该化合物的化学式是C5H10O4．

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