Question

12．某固体物质是由NaOH、AlCl₃、K₂SO₄、CaCO₃、Ba（NO₃）₂ 中的几种均匀混合而成，取样品进行如下实验（部分产物略去）：
（1）Z化学式是CO₂．
（2）在实验②中观察到的现象是“沉淀部分溶解”．为进一步确定X的组成，向实验②后的溶液中滴加过量的氨水，有沉淀生成，写出生成沉淀的离子反应方程式为Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，则沉淀X含有的物质的化学式为CaCO₃、BaSO₄、Al（OH）₃．
（3）取滤液Y，测得其pH＞7，向其中滴入硫酸钠溶液，未观察到任何现象，则滤液Y中一定含有的含氧酸根离子是（用离子符号表示）AlO₂^-、NO₃^-，由此推测“将过量的气体Z通入滤液Y中”的实验现象是有白色沉淀生成并不溶解．
（4）上述推断可见，实验①中能反应的物质之间的物质的量的比例关系为（用$\frac{n（A）}{n（B）}$形式表示）$\frac{1}{4}$＜$\frac{n（AlC{l}_{3}）}{n（NaOH）}$＜$\frac{1}{3}$、$\frac{n[Ba（N{O}_{3}）_{2}]}{n（{K}_{2}S{O}_{4}）}$＜1．

Answer 1

分析 样品溶于水得到沉淀和滤液，沉淀X可能是CaCO₃或K₂SO₄和Ba（NO₃）₂混合生成的硫酸钡沉淀；或NaOH和AlCl₃的混合物生成的沉淀Al（OH）₃；沉淀加入过量盐酸生成气体Z，证明溶于水形成的沉淀一定含有CaCO₃，以此来解答．

解答 解：样品溶于水得到沉淀和滤液，沉淀X可能是CaCO₃或K₂SO₄和Ba（NO₃）₂混合生成的硫酸钡沉淀；或NaOH和AlCl₃的混合物生成的沉淀Al（OH）₃；沉淀加入过量盐酸生成气体Z，证明溶于水形成的沉淀一定含有CaCO₃，
（1）碳酸钙与盐酸反应生成Z为CO₂，故答案为：CO₂；
（2）沉淀部分溶解说明有硫酸钡，向实验②后的溶液中滴加过量的氨水，有沉淀生成，说明原来有AlCl₃，即X中有Al（OH）₃，则氨水与铝离子的反应方程式为：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，所以X中含有CaCO₃、BaSO₄、Al（OH）₃；
故答案为：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；CaCO₃；BaSO₄；Al（OH）₃；
（3）取滤液Y，测得其pH＞7，说明滤液Y中含有的含氧根离子可能是AlO₂^-、NO₃^-；根据（2）判断X中含有CaCO₃、BaSO₄、Al（OH）₃；
加过量盐酸产生气体Z，则Z为二氧化碳，因为氢氧化铝只与强酸强碱反应，所以将过量的气体Z通入滤液Y中，二氧化碳与AlO₂^-反应只生成氢氧化铝沉淀，
故答案为：AlO₂^-、NO₃^-；有白色沉淀生成并不溶解；
（4）取滤液Y，分析可知其中含有AlO₂^-；根据Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，所以$\frac{1}{4}$＜$\frac{n（AlC{l}_{3}）}{n（NaOH）}$＜$\frac{1}{3}$；向其中滴入硫酸钠溶液，未观察到任何现象，说明钡离子完全反应，即硫酸钾过量，所以$\frac{n[Ba（N{O}_{3}）_{2}]}{n（{K}_{2}S{O}_{4}）}$＜1，
故答案为：$\frac{1}{4}$＜$\frac{n（AlC{l}_{3}）}{n（NaOH）}$＜$\frac{1}{3}$；$\frac{n[Ba（N{O}_{3}）_{2}]}{n（{K}_{2}S{O}_{4}）}$＜1．

点评 本题考查物质的鉴别和检验，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应和现象为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意沉淀X成分的判断，题目难度不大．