Question

现有A、B、C、D、E五种可溶性强电解质，它们在水中可电离产生下列离子（各离子不重复）：
阳离子：H⁺、Na⁺、Al³⁺、Ag⁺、Ba²⁺   阴离子：OH^-、Cl^-、CO₃^2-、NO₃^-、SO₄^2-
已知：①A、B两溶液呈碱性，C、D、E溶液呈酸性。
②向E溶液中逐滴滴加B溶液至过量，沉淀量先增加后减少但不消失。
③D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀。
请回答下列问题：
（1）写出A与D的化学式： A______________，D_______________。
（2）写出A与E溶液反应的离子方程式：____________________________________。
（3）已知：NaOH（aq）＋HNO₃（aq）＝NaNO₃（aq）＋H₂O（1）△H＝－akJ·mol^-1．请写出表示相同条件下B与C的稀溶液反应的中和热的热化学方程式：________________。
（4）若25℃时，C、E及醋酸三种溶液的pH＝4,则E和C溶液中由水电离出的c（H⁺）的比是_______________；将C与醋酸混合，醋酸的电离程度将____________（填“增大”“不变”或“减小”）（水的浓度视为常数）.
（5）用惰性电极电解0．1mol·L^-1 D与0．1mol·L^-1C各100mL混合后的溶液，电解一段时间后，阴极质量_________（填“增大”“不变”或“减小”，下同）；溶液的pH____________.
（6）向（5）中所得溶液中加入足量铁粉，则所能溶解的铁粉质量为___________g。

Answer 1

（1）Na₂CO₃     AgNO₃(每空1分) 
(2)2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al(OH)₃↓+3CO₂↑(2分)
(3)Ba(OH)₂(aq)+HCl(aq)=BaCl₂(aq)+H₂O(l) △H=-aKJ·mol^-1(2分)
(4)10⁶：1(2分) 不变(2分)
(5)不变(1分)   减小(1分)           (6)0.21(2分)

试题分析：
本题考查的是离子推断的综合题。主要与离子共存，电解质的电离，及基本概念中离子方程式的书写，反应原理中的水的电离，电解池，及相关计算等综合在一起。题目综合性较强。根据题意告知A、B、C、D、E五种可溶性强电解质，并且A、B两溶液呈碱性，根据离子共存的知识判断。CO₃^2-不能与H⁺、Al³⁺、Ag⁺、Ba²⁺共存，不满足题目要求中可溶性强电解质。所以CO₃^2-只能与Na⁺结合成Na₂CO₃。显然OH^-不能与：H⁺、Al³⁺、Ag⁺结合。那只有与Ba²⁺结合形成Ba(OH)₂。所以A、B应是Na₂CO₃、Ba(OH)₂中的任一种。
Ag⁺不能与Cl^-、SO₄^2-共存。所以只能与NO₃^-形成AgNO₃。而根据信息向E溶液中逐滴滴加B溶液至过量，沉淀量先增加后减少但不消失。沉淀增加后又减少，所以说明存在Al³⁺，所以得出B是Ba(OH)₂，A是Na₂CO₃。沉淀又没完全消失，所以可推断出阴离子是SO₄^2-。所以可推出E是Al₂(SO₄)₃。剩下离子只有两种：阳离子是H⁺，而阴离子有Cl^-。二者结合得HCl。根据D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀可推断出D是AgNO₃。所以综上所述可推断出各物质依次为：A：Na₂CO₃  B：Ba(OH)₂ C：HCl D：AgNO₃ E：Al₂(SO₄)₃
（1）A为Na₂CO₃     D为AgNO₃
（2）Na₂CO₃与Al₂(SO₄)₃反应，发生双水解。离子方程式：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al(OH)₃↓+3CO₂↑。
（3）已知：NaOH（aq）＋HNO₃（aq）＝NaNO₃（aq）＋H₂O（1）△H＝－akJ·mol^-1．请写出表示相同条
件下Ba(OH)₂与HCl的稀溶液反应的中和热的热化学方程式：根据中和热的定义是酸与碱反应生成1molH₂O所放出的热量，再把各物质状态分别标出得到：Ba(OH)₂(aq)+HCl(aq)=BaCl₂(aq)+H₂O(l)  △H=-aKJ·mol^-1。
（4）HCl的pH＝4，c(H⁺)=10^-4mol/L，c(OH^-)=10^-10 mol/L，由水电离出的c (OH^-)=10^-10 mol/L,所以由水电离出的c（H⁺）=10^-10 mol/L，Al₂(SO₄)₃溶液的pH＝4，由于Al³⁺的水解促进水的电离使得溶液显酸性，所以c(H⁺)=10^-4mol/L，溶液中的H⁺全部来自于水，所以由水电离出的c（H⁺）=10^-4mol/L。所以二者比值为10⁶：1。将HCl与醋酸混合，醋酸的电离程度将不变。二者c（H⁺）=10^-4mol/L，所以混合后c（H⁺）=10^-4mol/L。对于水的电离平衡没有影响。
（5）0．1mol·L^-1AgNO₃与0．1mol·L^-1 HCl各100mL混合后，所得溶液为）0．05mol·L^-1HNO₃溶液和AgCl。所以此时用惰性电极电解，电解的实质是电解水。阳极析出氧气，阴极析出氢气。电解一段时间后，阴极质量不变；溶液的酸性增强，pH减小。
（6）向（5）中所得溶液中加入足量铁粉，(5)中溶液中n(HNO₃)=0.01mol。足量铁粉与HNO₃反应，则有3Fe~8 HNO₃，n(Fe)=n(HNO₃)，m(Fe)=×63g/mol×0.01mol=0.21g