题目内容
7.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-、CO32-、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Na2CO3、Ba(OH)2(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的溶液混合时产生二种沉淀,向该沉淀中滴入足量的稀HNO3,沉淀部分溶解,最后留有白色沉淀.则:
①X为c(填序号). A.SO3 2- B.CH3COO- C.SO42- D.SiO3 2-
②化合物A的电子式
③B的水溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+).
④将0.02mol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6.1g(精确到0.1g).
⑤利用上述已经确定的一种物质,可以检验出D、E中的阳离子.请简述实验操作步骤、现象及结论往D的溶液中逐渐加入Ba(OH)2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Al3+,E中含有Mg2+.(或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液若产生了白色沉淀和无色无味的气体,则D中含有Al3+,E中含有Mg2+.).
(3)将Cu片投入到装有D溶液的试管中,Cu片不溶解;再滴加稀H2SO4,Cu片逐渐溶解,试管口附近有红棕色气体出现,有关反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O.
分析 (1)根据离子之间结合生成沉淀,不能共存,确定含有的两种物质;
(2)①C与B的溶液混合时,产生红褐色沉淀和无色无味气体,沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳;C与A的溶液混合时产生混合物沉淀,向该沉淀中滴入稀盐酸,沉淀部分溶解,最后留有白色沉淀不再溶解,则B为Na2CO3,A为Ba(OH)2,C为硫酸铁,另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝;
②由于A为Ba(OH)2,写出电子式;
③根据碳酸钠溶液水解呈碱性来分析;
④根据0.02mol的Ba(OH)2与0.01mol的Fe2(SO4)3反应会生成0.02molBaSO4和$\frac{0.04}{3}$mol Fe(OH)3沉淀来计算;
⑤根据D,E中的阳离子为Al3+、Mg2+,利用Al3+、Mg2+两者与过量的强碱反应的现象不同来鉴别;
(3)将Cu片投入到装有D溶液的试管中,Cu片不溶解;再滴加稀H2SO4,Cu片逐渐溶解,证明D中含有硝酸根离子,写出铜与稀硝酸反应的离子方程式.
解答 解:(1)因Al3+、Mg2+、Fe3+和OH-反应生成沉淀,Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+和CO32-反应,则不能共存,所以一定存在的物质为Na2CO3和Ba(OH)2,
故答案为:Na2CO3;Ba(OH)2;
(2)①根据C与B的溶液混合时,产生红褐色沉淀和无色无味气体,可知沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳,则B为Na2CO3,A为Ba(OH)2;C与A的溶液混合时产生混合物沉淀,向该沉淀中滴入稀盐酸,沉淀部分溶解,最后留有白色沉淀不再溶解,则C为硫酸铁,另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝,因C为Fe2(SO4)3,则阴离子有SO42-,则X为SO42-,
故选C;
②Ba(OH)2是离子化合物,由钡离子与氢氧根离子构成,钡离子电子式为Ba2+,氢氧根根离子电子式为
,所以Ba(OH)2的电子式为
;Ba原子最故答案为:
;
③Na2CO3为强碱弱酸盐,水解呈碱性,且第一步水解大于第二步水解,则溶液中各离子浓度大小为c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),
故答案为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+);
④0.02mol的Ba(OH)2与0.01mol的Fe2(SO4)3反应,即0.02mol Ba2+、0.04mol OH-、0.02mol Fe3+、0.03molSO42-,故生成0.02molBaSO4和$\frac{0.04}{3}$mol Fe(OH)3沉淀,计算得沉淀质量约为0.02mol×233g/mol+$\frac{0.04}{3}$mol×107g/mol=6.1g,故答案为:6.1g;
⑤D,E中的阳离子为Al3+、Mg2+,检验Al3+,可逐渐加入Ba(OH)2溶液直至过量,若先出现白色沉淀后又逐渐溶解,因Al3+易水解,也可加入Na2CO3溶液,若产生了白色沉淀和无色无味的气体,
故答案为:往D的溶液中逐渐加入Ba(OH)2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Al3+,E中含有Mg2+.(或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液若产生了白色沉淀和无色无味的气体,则D中含有Al3+,E中含有Mg2+.)
(3)铜不溶于稀硫酸,但能溶于稀硝酸,所以D中一定含有NO3-,反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,
故答案为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O.
点评 本题考查了常见离子的检验方法,题目难度较大,考查学生的综合运用知识的能力,运用假设法和排除法进行筛选,即可判断出几种离子的组合;在计算④时,应注意量的问题,找出过量的离子.
| A. | 固体NaOH | B. | 浓H2SO4 | ||
| C. | Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl糊状物 | D. | CaO固体 |
| A. | 2.24g | B. | 3.36g | C. | 5.60g | D. | 10.08g |
| A. | 使用可再生资源、用超临界二氧化碳替代有机溶液剂、注重原子的经济性、采用低能耗生产工艺等都是绿色化学的内容 | |
| B. | 煤的干馏得到的煤焦油中可以分离出苯及其同系物,也可以分离出乙烯、丙烯等石油化工原料 | |
| C. | 用原子吸收光谱可以确定物质中含有哪些金属元素 | |
| D. | 淀粉、麦芽糖糖水解后的最终产物都是葡萄糖 |