Question

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‾、CO、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          

（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的溶液混合时产生棕灰色沉淀，向该沉淀中滴入稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解。则：

①X为            ；

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

②A中的化学键类型为                 ；

③将0.02 mol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              （精确到0.1g)；

④利用上述已经确定的物质，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                                                           ；

（3）将Cu投入到装有D溶液的试管中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，则该反应的离子方程式为：                      。

 

Answer 1

【答案】

（1）Na₂CO₃和Ba(OH)₂ （2分）

（2）①B （2分）

②离子键、（极性）共价键（2分）

③6.1g  （2分）

④往D的溶液中逐渐加入Ba(OH)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Al，E中含有Mg。

或：往D的溶液中加入适量NaCO溶液，若产生了白色沉淀和无色无味的气体，则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】

试题分析：（1）CO₃^2-与Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺不能大量共存，OH^-与Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺不能大量共存，由于所含阴、阳离子互不相同，所以对应的物质应为Na₂CO₃和Ba（OH）₂，这两种物质无需检验，必定含有。

（2）①将 （1）中的两种物质记为A、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，红褐色沉淀为Fe（OH）₃，气体为CO₂，应发生的是互促水解反应：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，则B为Na₂CO₃，A为Ba（OH）₂．C中含有Fe³⁺，当C与A的溶液混合时产生沉淀，向该沉淀中滴入过量稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，说明生成BaSO₄沉淀，则C为Fe₂（SO₄）₃，SO₃^2-、SiO₃^2-与Fe³⁺不能共存，CH₃COO^-不可能生成钡盐沉淀，则X只能为SO₄^2-，故B项正确。

②A为Ba(OH)₂，含有离子键和极性共价键。

③Ba(OH)₂ 物质的量为0.02mol，Fe₂(SO₄)₃的物质的量为0.01mol，根据方程式可知Fe₂(SO₄)₃过量，生成的Fe(OH)₃为0.02mol×2×1/3×107g/mol,生成的BaSO₄为0.02mol×233g/mol，共6.1g。

④D中含有NO₃^-，则E中含有Cl^-，剩余Al³⁺、Mg²⁺，Al（OH）₃能溶于过量Ba（OH）₂溶液，检验方案为：取少量D的溶液与试管中，逐渐进入Ba（OH）₂溶液至过量，先出现白色沉淀后溶解，则D中含有Al³⁺，若生成的白色沉淀不溶解，则D中含有Mg²⁺。

（3）将Cu投入D溶液中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，该气体为NO₂，说明D中含有NO₃^-，反应离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O。

考点：本题考查离子的推断、实验方案设计、化学键类型，离子方程式的书写及计算。