Question

甲、乙、丙、丁和戊五种溶液，分别由NH₄⁺、K⁺、Al³⁺、Ag⁺、Ba²⁺和Cl^-、Br^-、NO₃^-、SO₄^2-、CO₃^2-中的一种组成（离子不重复出现）．其中甲、丁、戊三种溶液使紫色石蕊试液变红，乙溶液呈碱性，甲和乙反应可生成白色沉淀和气体，丁可分别与甲、乙、丙反应生成白色沉淀．根据上述事实推断上述溶液中溶质的化学式．
（1）甲______ 乙______ 丙______丁______ 戊______
（2）写出甲、乙反应的离子方程式______．
（3）用离子方程式表示戊溶液呈酸性的原因是______．

Answer 1

解：（1）根据其中甲、丁、戊三种溶液使紫色石蕊试液变红，说明甲、丁、戊三种溶液为强酸弱碱盐，水解呈酸性，使紫色石蕊试液变红．乙溶液呈碱性．可推测知丙为中性溶液．
根据乙溶液呈碱性，乙为强碱弱酸盐，而K⁺、Ba²⁺为强碱阳离子，CO₃^2-为弱酸根离子，因此乙只能为K₂CO₃．
根据甲和乙反应生成白色沉淀和气体，乙中含CO₃^2-，而能与CO₃^2-反应生成沉淀的有Al³⁺、Ag⁺、Ba²⁺，其中CO₃^2-和Al³⁺发生双水解反应不仅生成沉淀而且生成气体，离子反应为2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₂↑，所以甲中含Al³⁺，而甲为强酸弱碱盐酸性溶液，酸根离子为Cl^-、Br^-、SO₄^2-中的一种．
根据丁可分别与甲、乙、丙反应生成白色沉淀，乙为K₂CO₃，因此丁中只能是阳离子与乙中CO₃^2-反应生成沉淀，丁中阳离子可能为Ag⁺、Ba²⁺中的一种．而丁为强酸弱碱盐，故可确定丁中含Ag⁺，只能为AgNO₃．戊为强酸弱碱盐，戊中只能含NH₄⁺．丙为中性溶液，为强酸强碱盐，可确定丙中只能含Ba²⁺．因为丁为AgNO₃，与甲、乙、丙反应生成白色沉淀，
与Ag⁺反应生成白色沉淀的酸根离子有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-，丙中含Ba²⁺，所以丙为BaCl₂，甲中含Al³⁺，所以甲为Al₂（SO₄）₃，最后戊中含NH₄⁺，与之结合的酸根离子为Br^-，即戊为NH₄Br，
故答案为：Al₂（SO₄）₃；K₂CO₃；BaCl₂；AgNO₃；NH₄Br；
（2）甲为Al₂（SO₄）₃，乙为K₂CO₃，甲和乙反应可生成白色沉淀和气体，根据反应物可推知沉淀为Al（OH）₃，
气体为CO₂．发生双水解反应Al³⁺+CO₃^2-+H₂O=Al（OH）₃↓+CO₂↑，根据电荷守恒、原子守恒配平离子方程式，即
2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案为：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（3）戊为NH₄Br，是强酸弱碱盐，在水溶液中，弱碱阳离子NH₄⁺要发生水解，生成H⁺，导致溶液成酸性，水解的离子方程式为NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，
故答案为：NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺．
分析：由甲、乙、丙、丁和戊是五种盐溶液，根据盐类水解原理可知，强酸弱碱盐水解呈酸性，强碱弱酸盐水解呈碱性．
NH₄⁺、Al³⁺、Ag⁺为弱碱阳离子，K⁺、Ba²⁺为强碱阳离子．Cl^-、Br^-、NO₃^-、SO₄^2-为强酸根离子，CO₃^2-为弱酸根离子，
其中Ag⁺只能NO₃^-结合成AgNO₃溶液，因为Ag⁺与其它酸根离子都是形成难溶于水的沉淀．Ba²⁺不能SO₄^2-、CO₃^2-相结合，因为BaSO₄、BaCO₃ 都为白色沉淀．Ag⁺不能Cl^-、Br^-、SO₄^2-、CO₃^2-相结合，因为AgCl、Ag₂SO₄、Ag₂CO₃都为白色沉淀，AgBr为浅黄色沉淀．乙溶液呈碱性，只能是强碱弱酸盐溶液，可推得为K₂CO₃．能够发生双水解反应的离子为：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₂↑，根据题目已知条件即可求解．
点评：本题考查盐类水解、双水解、离子方程式、离子反应等内容，题目中的信息是解题关键，如溶液、使紫色石蕊试液变红、溶液呈碱性、生成白色沉淀和气体等，同时前后联系，并挖掘出题中隐含信息，才能加深对试题的理解．