Question

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⁺、Al³⁺和五种阴离子X、Cl^-、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-中的一种．
（1）某同学通过比较分析，认为无须检验就可判断其中必有的两种物质是

 

和

 

（填对应物质的化学式）．
（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．SO₄^2-          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Cu完全溶解，至少加入H₂SO₄的物质的量是

 

．
（4）若用惰性电极电解C和D的混合溶液，溶质的物质的量均为0.1mol，请在坐标系中画出通电后阴极上析出固体的质量m与通过电子的物质的量n的关系（标明纵坐标数值）．
（5）25℃时，硫酸钡的Ksp=1.0×10^-10，碳酸钡的Ksp=2.5×10^-9，若向20mL硫酸钡的饱和溶液中逐滴加入8.0×10^-4mol/L的碳酸钠溶液20mL，能否产生沉淀

 

（填“能”或“否”）．

Answer 1

考点：常见阳离子的检验,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,常见阴离子的检验

专题：物质检验鉴别题

分析：CO₃^2-与Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Al³⁺不能大量共存，OH^-与Fe³⁺、Cu²⁺、Al³⁺不能大量共存；则必有的两种物质记为A、B，A、B分别为K₂CO₃、Ba（OH）₂，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，蓝色沉淀为氢氧化铜，白色沉淀为硫酸钡，则A应为Ba（OH）₂，C中含SO₄^2-，则C为CuSO₄，D为Al（NO₃）₃，E为FeCl₃，据此分析解答即可．

解答： 解：CO₃^2-与Cu²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺、Al³⁺不能大量共存，OH^-与Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺不能大量共存，则必有的两种物质记为A、B，A、B分别为K₂CO₃、Ba（OH）₂，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，蓝色沉淀为氢氧化铜，白色沉淀为硫酸钡，则A应为Ba（OH）₂，C中含SO₄^2-，则C为CuSO₄，D为Al（NO₃）₃，E为FeCl₃．
（1）由上述分析可知，必有的两种物质为K₂CO₃、Ba（OH）₂，故答案为：K₂CO₃；Ba（OH）₂；
（2）由上述分析可知，C为CuSO₄，C中X为SO₄^2-，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）若用惰性电极电解CuSO₄和Al（NO₃）的混合溶液，溶质的物质的量均为0.1mol，故答案为；
首先，阴极发生反应：Cu²⁺+2e^-=Cu，则n（电子）=0.1×2=0.2mol，即m=0.1mol×64g/mol=6.4g；
（5）已知25℃时硫酸钡的Ksp=1.0×10^-10，若向20mL硫酸钡的饱和溶液中逐滴加入8.0×10^-4mol/L的Na₂CO₃溶液20mL，混合后溶液中c（Ba²⁺）≈

1

2

×

1.0×10-10

mol/L=5.0×10^-6mol/L，则溶液中c（CO₃^2-）=

1

2

×8.0×10^-4mol/L=4.0×10^-4mol/L，而5.0×10^-6×4.0×10^-4=2.0×10^-9＜2.5×10^-9，故没有沉淀产生，
故答案为：否．

点评：本题综合性较强，涉及无机物推断、离子检验、盐类水解、离子浓度比较、电解原理等，需要学生熟练掌握基础知识，有利于考查学生的推理能力，难度中等．