Question

6．甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质，分别由NH₄⁺、Ba²⁺、Mg²⁺、H⁺、OH^-、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-中的不同阳、阴离子各一种组成，已知：
①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合，均有白色沉淀生成；
②0.1mol/L乙溶液中c（H⁺）＞0.1mol/L；
③向丙容器中滴入AgNO₃溶液有不溶于稀HNO₃的白色沉淀生成．
（1）甲是Ba（OH）₂，乙是H₂SO₄，丙是MgCl₂，丁是（NH₄）₂CO₃．
（2）50mL含Na₂SO₄、Na₂CO₃的混合溶液中加入过量的甲溶液，得到14.51g白色沉淀，向白色沉淀中加入过量的稀HNO₃充分反应后，沉淀减少到4.66g，并有气体产生．
a、写出产生气体的离子方程式BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
b、混合溶液中Na⁺的物质的量的浓度是2.8mol/L．

Answer 1

分析 ①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合，可以形成白色沉淀的只有BaSO₄、BaCO₃、Mg（OH）₂，因此甲只能是Ba（OH）₂；
②0.1mol/L乙溶液中c（H⁺）＞0.1mol/L，说明乙为二元酸，只能是硫酸；
③向丙溶液中滴入AgNO₃溶液有不溶于稀HNO₃的白色沉淀生成，说明丙是MgCl₂，则丁为（NH₄）₂CO₃，以此解答该题．

解答 解：①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合，可以形成白色沉淀的只有BaSO₄、BaCO₃、Mg（OH）₂，因此甲只能是Ba（OH）₂；
②0.1mol/L乙溶液中c（H⁺）＞0.1mol/L，说明乙为二元酸，只能是硫酸；
③向丙溶液中滴入AgNO₃溶液有不溶于稀HNO₃的白色沉淀生成，说明丙是MgCl₂，则丁为（NH₄）₂CO₃，
（1）由以上分析可知甲是Ba（OH）₂，乙是H₂SO₄，丙是MgCl₂，丁是（NH₄）₂CO₃，故答案为：Ba（OH）₂；H₂SO₄；MgCl₂；（NH₄）₂CO₃；
（2）a．碳酸钡与稀硝酸反应生成硝酸钡、二氧化碳气体和水，反应的离子方程式为：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑，
故答案为：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
b．碳酸钡能够溶于稀硝酸，硫酸钡不溶，依据质量守恒得：n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，
碳酸钡的质量为：14.51g-4.66g=9.85g，碳酸钡的物质的量为：$\frac{9.85g}{197g/mol}$=0.05mol，根据质量守恒可知：n（Na₂CO₃）=n（BaCO₃）=0.05mol，
则n（Na⁺）=2n（Na₂SO₄）+2n（Na₂CO₃）=2×0.02mol+2×0.05mol=0.14mol，
混合溶液中Na⁺的物质的量的浓度是$\frac{0.14mol}{0.05L}$=2.8mol/L，
故答案为：2.8mol/L．

点评 本题考查常见离子的检验方法，题目难度中等，试题较为综合，利用离子之间反应的特征现象正确推断各种物质为解答本题的关键，试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用．