题目内容
【题目】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，分别含有五种阴离子Na＋、Al3＋、Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋和五种阳离子Cl－、OH－、NO3－、CO32－、X中的一种。
(1)某同学通过比较分析，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质________和________(填物质的化学式)。
(2)为了确定X，现将(1)中的两种物质记为A和B，当C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体；当C与A的溶液混合时产生棕灰色沉淀，向该沉淀中滴入稀HNO3沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解。则：①X为________(填序号)。
A．SO32－ B．SO42－ C．CH3COO－ D．SiO32－
②B的水溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为____________(用离子符号表示)。
③将0.03 mol的A与0.01 mol的C同时溶解在足量的蒸馏水中，充分反应后，最终所得沉淀的物质的量为________。
④利用上述已经确定的物质，可以检验出D，E中的阳离子。请简述实验操作步骤、现象及结论________________________________________________________________________
(3)将Cu投入到装有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。则物质D一定含有上述离子中的________(填相应的离子符号)。有关反应的离子方程式为____________________________________________________________。
【答案】Na2CO3Ba(OH)2Bc(Na＋)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)＞c(H＋)0.05 mol往D的溶液中逐渐加入Ba(OH)2溶液直至过量，若先出白色沉淀后又逐渐溶解，则D中含有Al3＋，E中含有Mg2＋。或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液，若产生了白色沉淀和无色气味的气体，则D中含有Al3＋，E中含有Mg2＋NO3－3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 2NO＋O2=2NO2
【解析】
（1）Al3＋、Mg2＋、Fe3＋和OH－反应生成沉淀，Al3＋、Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋和CO32－反应,则不能共存，所以一定存在的物质为Na2CO3 和 Ba(OH)2；综上所述，本题答案是：Na2CO3 和 Ba(OH)2。
(2)根据C与B的溶液混合时,产生红褐色沉淀和无色无味气体,可以知道沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳,则B为Na2CO3,A为Ba(OH)2；C与A的溶液混合时产生混合物沉淀,向该沉淀中滴入稀盐酸,沉淀部分溶解,最后留有白色沉淀不再溶解,则C为硫酸铁,另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝,因C为Fe(SO4)3,则阴离子有SO42-,则X为SO42-；B选项正确；综上所述，本题选B。
②Na2CO3属于弱酸强碱盐，水解显碱性，c(OH－)＞c(H＋)，c(CO32－) ＞c(HCO3－)，因此碳酸钠的水溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为：c(Na＋)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)＞c(H＋)；综上所述，本题答案是：c(Na＋)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)＞c(H＋)。
③将0.03 mol的Ba(OH)2与0.01 mol的Fe2(SO4)3同时溶解在足量的蒸馏水中，n(Ba2+)=0.03 mol, n(OH-)=0.06 mol, n(Fe3+)=0.02 mol, n(SO42-)=0.03 mol；根据Ba2++ SO42-=BaSO4↓可知：生成沉淀0.03 mol；根据Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓可知：生成沉淀0.02mol；共生成沉淀0.05 mol；综上所述，本题答案是：0.05 mol。
④D中含有NO3－,则E中含有Cl－,剩余Al3＋、Mg2＋；往D的溶液中逐渐加入Ba(OH)2溶液直至过量，若先出白色沉淀后又逐渐溶解，则D中含有Al3＋，E中含有Mg2＋。或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液，若产生了白色沉淀和无色气味的气体，则D中含有Al3＋，E中含有Mg2＋；综上所述，本题答案是：往D的溶液中逐渐加入Ba(OH)2溶液直至过量，若先出白色沉淀后又逐渐溶解，则D中含有Al3＋，E中含有Mg2＋。或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液，若产生了白色沉淀和无色气味的气体，则D中含有Al3＋，E中含有Mg2＋。
(3) 将Cu投入到装有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，该气体为二氧化氮，说明D中含有硝酸根离子，反应离子方程式为： 3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；2NO＋O2=2NO2；综上所述，本题答案是：NO3－，3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，2NO＋O2=2NO2。
