题目内容

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K+、Fe3+、Cu2+、Ba2+、A13+和五种阴离子Cl-、OH-、NO3-、CO32-、X中的一种.
(1)某同学通过比较分析,认为无须检验就可判断五种物质中肯定有的两种物质是
 
和
 
.
(2)物质C中含有离子X.为了确定X,现将(1)中的两种物质记为A和B,当C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀,向该沉淀中滴入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体.则X为
 
(填字母).
A.Br-    B.SO42-C.CH3COO-D.HCO3-
(3)将19.2g Cu投入装有足量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,写出Cu溶解的离子方程式
 
,若要将Cu完全溶解,至少应加入H2SO4的物质的量是
 
.
(4)若用惰性电极电解C和D的混合溶液,若溶质的物质的量均为0.1mol,通电后,当在阴极产生气体1.12L时,阳极产生的气体体积为
 
L.(气体体积均为标准状况,且不考虑气体在水中的溶解)
(5)将E溶液蒸干后并将所得固体灼烧,最终得到的固体成分是(填化学式)
 
.
考点:离子共存问题,常见离子的检验方法,电解原理
专题:离子反应专题,电化学专题
分析:因阳离子中Al3+、Cu2+、Ba2+、Fe3+均不能与CO32-共存,所以CO32-只能与K+结合成Na2CO3存在,又因Al3+、Cu2+、Fe3+均不能与OH-共存,所以OH-只能与Ba2+结合成Ba(OH)2存在;
由(2)可知,当C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀,向该沉淀中滴入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体,不难得出B为K2CO3,A为Ba(OH)2,C中有Cu2+,又因C与A反应产生的白色沉淀不溶于稀HNO3,则C为CuSO4,酸性条件下D能和铜反应,说明D中含有硝酸根离子,则E中含有Cl-,
结合对应物质的性质以及题目要求可解答该题.
解答: 解:因阳离子中Al3+、Cu2+、Ba2+、Fe3+均不能与CO32-共存,所以CO32-只能与K+结合成Na2CO3存在,又因Al3+、Cu2+、Fe3+均不能与OH-共存,所以OH-只能与Ba2+结合成Ba(OH)2存在;
由(2)可知,当C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀,向该沉淀中滴入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体,不难得出B为K2CO3,A为Ba(OH)2,C中有Cu2+,又因C与A反应产生的白色沉淀不溶于稀HNO3,则C为CuSO4,酸性条件下D能和铜反应,说明D中含有硝酸根离子,则E中含有Cl-,
(1)CO32-与Al3+、Cu2+、Ba2+、Fe3+不能大量共存,OH-与Al3+、Cu2+、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K2CO3和Ba(OH)2,
故答案为:K2CO3; Ba(OH)2;
(2)当C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀,向该沉淀中滴入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体,不难得出B为K2CO3,A为Ba(OH)2,C中有Cu2+,又因C与A反应产生的白色沉淀不溶于稀HNO3,则C为CuSO4,HCO3-
与Cu2+不能共存,CH3COO-、Br-不可能生成钡盐沉淀,则X只能为SO42-,
故答案为:B;
 (3)根据以上推断可知D中含有NO3-,已知将19.2gCu投入装有足量D溶液的试管中,Cu不溶解;再滴加稀H2SO4,Cu逐渐溶解,发生的反应为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O
则n(Cu)=mM=
19.2g
64g/mol
=0.3mol,
有方程可知
3
8
=
0.3mol
n(H+)
,
所以n(H+)=0.8mol,
所以n(H2SO4)=12n(H+)=0.4mol,
故答案为:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O;0.4mol;
(4)C为CuSO4,D中含有硝酸根离子,二者混合溶液电解,阳极上氢氧根离子放电,阴极上铜离子放电后氢离子放电,阴极上铜离子放电转移电子的物质的量=0.1mol×2=0.2mol,生成氢气转移电子的物质的量=
1.12L
22.4L/mol
×2
=0.1mol,串联电路中转移电子相等,所以阳极上转移电子的物质的量为0.2mol+0.1mol=0.3mol,阳极上生成氧气体积=
0.3mol
4
×22.4L/mol
=1.68L,
故答案为:1.68;
(5)如果D是硝酸铁,(4)中铜在没有加稀硫酸之前能溶解,实际上铜没有溶解,则D是Al(NO3)3,所以E是FeCl3,加热蒸发氯化铁溶液时,氯化铁水解,升高温度促进HCl挥发,则蒸干时得到的固体是Fe(OH)3,灼烧氢氧化铁时,氢氧化铁分解得到Fe2O3,
故答案为:Fe2O3.
点评:本题考查了离子共存,涉及电解原理、盐类水解、物质的量的计算等知识点,根据题给信息推断物质,再结合离子放电顺序、盐类水解特点及物质间的反应来分析解答,注意(4)中电解时,铜离子先放电、氢离子后放电,为易错点.
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