Question

15．有A、B、C、D四种强电解质，它们在水中电离产生系列离子（每种物质只含一种阴离子且互不重复）．

阳离子	Na+、Ba2+、NH4+
阴离子	CH3COO-、Cl-、OH-、SO42-

已知：①A、C溶液的pH均大于7；
②一定浓度的A、B的溶液中水的电离程度可以相同；
③C溶液和D溶液相遇时只生成白色沉淀；
④仅B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体；
⑤A溶液和D溶液混合时无现象．
（1）写出A物质中所含化学键的类型离子键、共价键（或离子键、极性键和非极性键）．
（2）写出C和D反应的离子方程式Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓．
（3）25℃时，0.1mol•L^-1B溶液的pH=a，则B溶液中c（H⁺）-c（NH₃•H₂0）=10 ^a-14（用含有a的关系式表示）．
（4）将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合，反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是c（OH^-）＞c（Ba²⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）．
（5）25℃时，在一定体积的0.01mol•L^-1的C溶液中，加入一定体积的0.01mol•L^-1的盐酸，混合溶液的pH=12，若反应后溶液的体积等于C溶液与盐酸的体积之和，则C溶液与盐酸的体积比是2：1．

Answer 1

分析 有A、B、C、D四种强电解质，它们在水中电离时可产生下列离子（每种物质只含有一种阴离子且互不重复），
①A、C溶液pH均大于7，说明一种是强碱，一种是弱酸强碱盐，弱酸强碱盐是醋酸钠；
②C溶液和D溶液相遇只生成白色沉淀，说明一种溶液含有钡离子，一种溶液含有硫酸根离子；
B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体，说明一种溶液含有铵根离子，一种溶液含有氢氧根离子，A溶液和D溶液混合时无明显现象，且相同浓度的A、B的溶液中水的电离程度相同，所以A是醋酸钠、B是氯化铵、C是氢氧化钡、D是硫酸钠．
（2）钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀；
（3）根据溶液中电荷守恒、物料守恒计算c（H⁺）-c（NH₃•H₂O）；
（4）根据题意知，氯化铵和氢氧化钡的物质的量相等，混合后，溶液中的溶质是氨水、氯化钡和氢氧化钡，氯化钡和氢氧化钡的浓度相等，氨水的浓度是氯化钡和氢氧化钡浓度的2倍，根据溶液中的溶质性质确定离子浓度关系；
（5）混合溶液的pH=12，则溶液中氢氧根离子浓度=10^-2mol/L，根据C（OH^-）=$\frac{n（O{H}^{-}）-n（{H}^{+}）}{V}$计算氢氧化钡和盐酸的体积之比．

解答 解：有A、B、C、D四种强电解质，它们在水中电离时可产生下列离子（每种物质只含有一种阴离子且互不重复），
①A、C溶液pH均大于7，说明一种是强碱，一种是弱酸强碱盐，弱酸强碱盐是醋酸钠；
②C溶液和D溶液相遇只生成白色沉淀，说明一种溶液含有钡离子，一种溶液含有硫酸根离子；
B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体，说明一种溶液含有铵根离子，一种溶液含有氢氧根离子，A溶液和D溶液混合时无明显现象，且相同浓度的A、B的溶液中水的电离程度相同，所以A是醋酸钠、B是氯化铵、C是氢氧化钡、D是硫酸钠．
通过以上分析知，A是醋酸钠、B是氯化铵、C是氢氧化钡、D是硫酸钠，
（1）A是醋酸铵，其中所含化学键的类型为：离子键、共价键（或离子键、极性键和非极性键），故答案为：离子键、共价键（或离子键、极性键和非极性键）；
（2）C是氢氧化钡、D是硫酸钠，C和D反应的离子方程式为：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，故答案为：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
（3）根据溶液中电荷守恒得c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），根据溶液中物料守恒得 c（NH₃．H₂O）+c（NH₄⁺）=c（Cl^-），
将两个等式相减得c（H⁺）-c（NH₃•H₂O）=c（OH^-）=10 ^a-14，故答案为：10 ^a-14；
（4）根据题意知，氯化铵和氢氧化钡的物质的量相等，混合后，溶液中的溶质是氨水、氯化钡和氢氧化钡，氯化钡和氢氧化钡的浓度相等，氨水的浓度是氯化钡和氢氧化钡浓度的2倍，溶液中氢氧根离子浓度最大，钡离子和氯离子浓度相等，氨水是弱碱部分电离导致氯离子浓度大于铵根离子浓度，溶液呈碱性，氢离子浓度最小，所以溶液中离子浓度大小顺序是c（OH^-）＞c（Ba²⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺），
故答案为：c（OH^-）＞c（Ba²⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）；
（5）混合溶液的pH=12，则溶液中氢氧根离子浓度=10^-2mol/L，设氢氧化钡的体积为X，盐酸的体积为Y，c（OH^-）=$\frac{n（O{H}^{-}）-n（{H}^{+}）}{V}$=$\frac{0.01×2X-0.01Y}{X+Y}$=10^-2 mol/L，X：Y=2：1，故答案为：2：1．

点评 本题以化合物的推断为载体考查了物质的量的有关计算、离子浓度大小的比较等知识点，明确物质的性质是推断化合物的关键，本题的难点是判断溶液中离子浓度大小的比较，根据物料守恒和电荷守恒来判断即可，难点较大．