Question

4．有A、B、C、D、E五种常见化合物，都是由下表中的离子形成的：

阳离子	K+Na+Cu2+Al3+
阴离子	SO42- HCO3-NO3-OH-

为了鉴别上述化合物，分别完成以下实验，其结果是：
①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液；
②将E溶液滴人到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解；
③进行焰色反应，仅有B、C为紫色（透过蓝色钴玻璃）；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，只有A中放出无色气体，只有C、D中产生白色沉淀；
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成．根据上述实验填空：
（1）写出B、C的化学式：BKNO₃，CKAl（SO₄）₂．
（2）将含l mol A的溶液与含l mol E的溶液反应后蒸干，仅得到一种化合物，该化合物化学式为Na₂CO₃．
（3）C常用作净水剂，用离子方程式表示其净水原理Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺．
（4）在A溶液中加入过量澄清石灰水，其离子方程式为2HCO₃^-+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+CO₃^2-+H₂O．
（5）向20mL 2mol/L C溶液中加入60mL E溶液，充分反应后得到0.78g沉淀，则E溶液的物质的量浓度可能是0.5和2.5moI/L．

Answer 1

分析 ①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，说明D中含有离子Cu²⁺；
②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解，由以上离子可以看出，应为Al³⁺与OH^-的反应；
③进行焰色反应，只有B、C为紫色（透过蓝色钴玻璃），说明B、C中含有K⁺；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，则A含有HCO₃^-，C、D中产生白色沉淀该沉淀为BaSO₄，说明C、D中含有SO₄^2-；
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成，说明二者没有发生任何反应．以此解答该题．

解答 解：①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，说明D中含有离子Cu²⁺；
②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解，由以上离子可以看出，应为Al³⁺与OH^-的反应，则E中含有OH^-，C中含有Al³⁺；
③进行焰色反应，只有B为紫色（透过蓝色钴玻璃），说明B中含有K⁺；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，
则A含有HCO₃^-，焰色反应不呈紫色，A应为NaHCO₃，
C、D中产生白色沉淀该沉淀为
BaSO₄，说明C、D中含有SO₄^2-；
所以C为KAl（SO₄）₂，D为CuSO₄，E焰色反应不呈紫色，只能为NaOH，
⑤将B、D两溶液混合，D为CuSO₄，未见沉淀或气体生成，说明二者没有发生任何反应，则B为KNO₃，
则（1）B、C的化学式分别为KNO₃，CuSO₄，故答案为：KNO₃，KAl（SO₄）₂；
（2）将含1mol A的溶液与含1mol E的溶液反应，反应的化学方程式为NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O，溶液反应后蒸干，
得到的化合物为Na₂CO₃，故答案为：Na₂CO₃；
（3）Al₂（SO₄）₂常作净水剂，原因是Al³⁺离子水解生成具有较强吸附性的Al（OH）₃胶体，
反应的离子方程式为Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，
故答案为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（4）在NaHCO₃溶液中加少入量澄清石灰水，其离子方程式为2HCO₃^-+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+CO₃^2-+H₂O，
故答案为：2HCO₃^-+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+CO₃^2-+H₂O；
（5）20mL2mol/L AlCl₃完全转化为沉淀的质量为0.02L×2mol/L×78g/mol=3.12g，
根据Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓和Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+H₂O，可知NaOH存在两种情况，一是不足，
二是使Al（OH）₃部分溶解，
设NaOH的浓度为c，当NaOH不足时，
 Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓
     3mol    78g
 0.06L×c    0.78g
c=$\frac{3mol×0.78g}{78g×0.06L}$=0.5mol/L，
当NaOH使Al（OH）₃部分溶解时，设NaOH的物质的量为x，根据反应：
       Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓
      1mol       3mol       78g
     0.04mol    0.12mol    3.12g
      Al（OH）₃ +OH^-═AlO₂^-+H₂O
      78g           1mol
（3.12-0.78）g   （x-0.12mol）
x=0.15mol，
则NaOH的物质的量浓度为：c=$\frac{0.15mol}{0.06L}$=2.5mol/L，
故答案为：0.5 和2.5．

点评 本题考查离子的检验，物质的量浓度的计算，题目难度中等，注意从离子反应的现象和离子共存等角度思考．