Question

A、B、C、D四种物质均为下列离子组成的可溶性化合物，组成这四种物质的离子（离子不能重复组合）有：

阳离子	Na+、Al3+、Ba2+、NH4+
阴离子	Cl-、OH-、CO32-、SO42-

分别取四种物质进行实验，实验结果如下①B溶液分别与C、D混合，均有白色沉淀生成②将A溶液逐滴滴入C溶液中，有沉淀生成，继续滴加A溶液时，沉淀减少直至完全消失③A与D两种固体混合有气体生成，该气体能使湿润的红色石蕊试液变蓝④用石墨电极电解B溶液，在阳极上产生一种有刺激性气味的气体
回答下列问题：
（1）A所含的阳离子和C所含阳离子的半径大小_

 

＞

 

（填离子符号）．B所含的阴离子是

 

（2）C溶液呈

 

性（填“酸性”或“碱性”），其原因是

 

（用离子方程式解释）．D的化学式是

 

（3）以Pt为电极电解1L0.1mol/LB的水溶液，当电路中通过0.1mol电子时，溶液的pH为

 

（设电解过程溶液体积不变），阳极的电极反应式为

 

（4）若将④阳极产生的气体通入A溶液中至恰好完全反应时，则溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序为

 

．

Answer 1

考点：常见离子的检验方法,盐类水解的应用

专题：物质检验鉴别题,离子反应专题

分析：②将A溶液逐滴滴入C溶液中，有沉淀生成，继续滴加A溶液时，沉淀减少直至完全消失，说明A为强碱溶液，则A为NaOH或氢氧化钡；C中含有Al³⁺；
③A与D两种固体混合有气体生成，该气体能使湿润的红色石蕊试液变蓝，气体为氨气，A或D中一定含有NH₄⁺，由于A为强碱，则D中含有NH₄⁺；
④用石墨电极电解B溶液，在阳极上产生一种有刺激性气味的气体，阴离子中能够产生刺激性气味的气体的为Cl^-，则B中含有Cl^-；
①B溶液分别与C、D混合，均有白色沉淀生成，B中含有Cl^-，离子中不存在与氯离子生成沉淀的离子，所以只能是B中的阳离子生成沉淀，所以B为氯化钡；由于离子不能重复组合，则A只能为氢氧化钠；剩下的离子中，C中含有Al³⁺，则只能结合SO₄^2-形成硫酸铝，最后D只能为碳酸铵，据此进行解答．

解答： 解：根据②可知A为强碱溶液，则A中含有OH^-，A可能为NaOH或氢氧化钡，C中一定含有Al³⁺；
根据③能使湿润的红色石蕊试液变蓝的气体为氨气，则A或D中一定含有NH₄⁺，由于A为强碱，则只能D中含有NH₄⁺；
由④电解时阳极上产生一种有刺激性气味的气体，阴离子中能够产生刺激性气味的气体的只有Cl^-，则B中含有Cl^-；
再根据①B溶液分别与C、D混合均有白色沉淀生成，由于B中含有Cl^-，Na⁺、Al³⁺、Ba²⁺、NH₄⁺离子都不与氯离子生成沉淀，则B中含有能够生成沉淀的阳离子，所以B为氯化钡；由于离子不能重复组合，则A只能为氢氧化钠；剩下的离子中，C中含有Al³⁺，则只能结合SO₄^2-形成硫酸铝，最后D只能为碳酸铵，
根据以上分析可知：A为NaOH，B为BaCl₂，C为Al₂（SO₄）₃，D为（NH₄）₂CO₃，
解：（1）A为氢氧化钠，所含的阳离子为Na⁺，C为硫酸铝，所含阳离子为Al³⁺，钠离子与铝离子电子层数相同，铝离子核电荷数大于钠，所以离子半径为Na⁺＞Al³⁺；根据分析可知，B为氯化钡，B中含有Cl^-，
故答案为：Na⁺；Al³⁺；Cl^-；
（2）C为Al₂（SO₄）₃，由于铝离子水解，溶液显示酸性，水解方程式为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；根据分析可知D为（NH₄）₂CO₃，
故答案为：酸；Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；（NH₄）₂CO₃；
（3）以Pt为电极电解1L0.1mol/LB氯化钡的水溶液，反应生成氢气和氯气，当电路中通过0.1mol电子时，溶液中生成0.05mol氢气，同时生成0.1mol氢氧根离子，氢氧根离子浓度为0.1mol/L，溶液的pH为13；阳极氯离子失去电子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl^--2e^-=Cl₂，
故答案为：13； 2Cl^--2e^-=Cl₂；
（4）若将④阳极产生的气体氯气通入A氢氧化钠溶液中至恰好完全反应时，反应产物为氯化钠、次氯酸，由于次氯酸根离子水解，溶液显示碱性，则溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序为：c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（ClO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（ClO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

点评：本题考查了常见离子的检验、电解原理、盐的水解原理及其应用，题目难度稍大，涉及的知识点较多，注意掌握常见离子的检验方法，如铝离子与氢氧根离子反应的现象，常作为推断题的突破口．