Question

有A、B、C、D、E五种常见化合物，都是由下表中的离子形成的：

阳离子	K+            Na+             Cu2+        Al3+
阴离子	SO42-        HCO3-          NO3-        OH-

为了鉴别上述化合物，分别完成以下实验，其结果是：
①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液；
②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解；
③进行焰色反应，只有B、C为紫色（透过蓝色钻玻璃）；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，只有A中放出无色气体，只有C、D中产生白色沉淀；
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成．
根据上述实验填空：
（1）写出B、D的化学式：B

KNO₃

，D

CuSO₄

．
（2）将含1mol A的溶液与含1molE的溶液反应后蒸干，仅得到一种化合物，该化合物为

Na₂CO₃

．
（3）C常用作净水剂，用离子方程式表示其净水原理

Al³⁺+3H₂O=Al（OH）₃（胶体）+3H⁺

．
（4）在A溶液中加入少量澄清石灰水，其离子方程式为

Ca²⁺+2HCO₃^-+2OH^-=CaCO₃↓+2H₂O+CO₃^2-

．
（5）向20mL 2mol/L C溶液中加入30mLE 溶液，充分反应后得到0.78g沉淀，则C溶液的物质的量浓度是

1和5

 mol/L．

Answer 1

分析：先根据信息判断溶液中存在的离子：
①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，说明D中含有离子Cu²⁺；
②将E溶液滴人到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解，由以上离子可以看出，应为Al³⁺与OH^-的反应，则E中含有
OH^-，C中含有Al³⁺；
③进行焰色反应，只有B、C为紫色（透过蓝色钻玻璃），说明只有B、C中含有K⁺；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，则A含有HCO₃^-，C、D中产生白色沉淀该沉淀为
BaSO₄，说明C、D中含有SO₄^2-；
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成，说明二者没有发生任何反应，则B为KNO₃，
综上所述A、B、C、D、E五种常见化合物分别为：NaHCO₃、KNO₃、KAl（SO₄）₂，CuSO₄，NaOH；
（1）根据B、D化合物分别为：KNO₃、CuSO₄；
（2）根据NaHCO₃和NaOH等物质的量反应生成碳酸钠和水；
（3）根据铝离子能够发生水解；
（4）根据根据NaHCO₃与少量澄清石灰水，即两者的物质的量之比为2：1；
（5）20mL2mol/LKAl（SO₄）₂完全转化为沉淀的质量为0.02L×2mol/L×78g/mol=3.12g，根据Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓和Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O，可知NaOH存在两种情况，一是不足，二是使Al（OH）₃部分溶解，以此计算．

解答：解：①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，说明D中含有离子Cu²⁺；
②将E溶液滴人到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解，由以上离子可以看出，应为Al³⁺与OH^-的反应，则E中含有
OH^-，C中含有Al³⁺；
③进行焰色反应，只有B、C为紫色（透过蓝色钻玻璃），说明只有B、C中含有K⁺；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，则A含有HCO₃^-，C、D中产生白色沉淀该沉淀为
BaSO₄，说明C、D中含有SO₄^2-；
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成，说明二者没有发生任何反应，则B为KNO₃，
综上所述A、B、C、D、E五种常见化合物分别为：NaHCO₃、KNO₃、KAl（SO₄）₂，CuSO₄，NaOH；
（1）B、D化合物分别为：KNO₃、CuSO₄，故答案为：KNO₃；CuSO₄；
（2）因NaHCO₃和NaOH等物质的量反应生成碳酸钠和水，所以反应后溶液蒸干，得到一种化合物为Na₂CO₃，
故答案为：Na₂CO₃；
（3）铝离子能够发生水解生成氢氧化铝胶体和酸，离子方程式：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（胶体）+3H⁺，
故答案为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（胶体）+3H⁺；
（4）根据NaHCO₃与少量澄清石灰水，即两者的物质的量之比为2：1，方程式为：2NaHCO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2H₂O+
Na₂CO₃，离子方程式为：Ca²⁺+2HCO₃^-+2OH^-=CaCO₃↓+2H₂O+CO₃^2-，故答案为：Ca²⁺+2HCO₃^-+2OH^-=CaCO₃↓+2H₂O+CO₃^2-；
（5）20mL2mol/LAlCl₃完全转化为沉淀的质量为0.02L×2mol/L×78g/mol=3.12g，
根据Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓和Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O，可知NaOH存在两种情况，一是不足，二是使Al（OH）₃部分溶解，
设NaOH的浓度为c，当NaOH不足时，
 Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
         3mol      78g
      0.03L×c     0.78g
  

3mol

0.03L×c

=

78g

0.78g

   解得 c═1mol/L，
当NaOH使Al（OH）₃部分溶解时，设NaOH的物质的量为x，根据反应：
       Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
       1mol  3mol     78g
    0.04mol  0.12mol   3.12g
      Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+H₂O
      78g          1mol
（3.12-0.78）g    （x-0.12mol）
 

78g

(3.12-0.78)g

=

1mol

(x-0.12mol)

  
  解得：x=0.15mol，
则NaOH的物质的量浓度为：c=

0.15mol

0.03L

=5mol/L，
故答案为：1和5；

点评：本题主要考查离子的检验，考查的知识点较多，题目难度较大，注意从离子反应的现象和离子共存等角度思考，书写离子方程式时注意量的关系．