题目内容

9.5种固体物质A、B、C、D、E由表中不同的阴阳离子组成,它们均易溶于水.
阳离子Na+Al3+Fe3+Cu2+Ba2+
阴离子OH-Cl-CO32-NO3-SO42-
分别取它们的水溶液进行实验,结果如下:
①A溶液与C溶液混合后产生蓝色沉淀,向该沉淀中加入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体;
②B溶液与E溶液混合后产生红褐色沉淀,同时产生大量气体;
③少量C溶液与D溶液混合后产生白色沉淀,过量C溶液与D溶液混合后无现象;
④B溶液与D溶液混合后无现象;
⑤将38.4g Cu片投入装有足量D溶液的试管中,Cu片不溶解,再滴加1.6mol•L-1稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现.
(1)据此推断A、C的化学式为:ACuSO4;CBa(OH)2.
(2)写出步骤②中发生反应的离子方程式2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑.
(3)D溶液中滴入石蕊试液,现象是溶液由无色变成红色,原因是Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+(用离子方程式说明).
(4)步骤⑤中若要将Cu片完全溶解,至少加入稀H2SO4的体积是500mL.

分析 5种固体物质A、B、C、D、E由表中不同的阴阳离子组成,它们均易溶于水,由离子共存可知,一定含有:Na2CO3、Ba(OH)2,
①A溶液与C溶液混合后产生蓝色沉淀,向该沉淀中加入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体,说明生成氢氧化铜与硫酸钡,故A、C分别为Ba(OH)2、CuSO4中的一种;
②B溶液与E溶液混合后产生红褐色沉淀,同时产生大量气体,说明生成氢氧化铁与二氧化碳,应碳酸钠与铁盐发生双水解反应,B、E分别为Na2CO3、铁盐中的一种;
③少量C溶液与D溶液混合后产生白色沉淀,过量C溶液与D溶液混合后无现象,结合①可知,C为Ba(OH)2、D为铝盐,故A为CuSO4;
④B溶液与D溶液混合后无现象,结合②可知,B为铁盐,E为Na2CO3,
⑤将38.4g Cu片投入装有足量D溶液的试管中,Cu片不溶解,再滴加1.6mol•L-1稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现,D含有NO3-,结合③可知D为Al(NO3)3,
综上所述,可知B中含有Cl-,故B为FeCl3,据此解答.

解答 解:5种固体物质A、B、C、D、E由表中不同的阴阳离子组成,它们均易溶于水,由离子共存可知,一定含有:Na2CO3、Ba(OH)2,
①A溶液与C溶液混合后产生蓝色沉淀,向该沉淀中加入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体,说明生成氢氧化铜与硫酸钡,故A、C分别为Ba(OH)2、CuSO4中的一种;
②B溶液与E溶液混合后产生红褐色沉淀,同时产生大量气体,说明生成氢氧化铁与二氧化碳,应碳酸钠与铁盐发生双水解反应,B、E分别为Na2CO3、铁盐中的一种;
③少量C溶液与D溶液混合后产生白色沉淀,过量C溶液与D溶液混合后无现象,结合①可知,C为Ba(OH)2、D为铝盐,故A为CuSO4;
④B溶液与D溶液混合后无现象,结合②可知,B为铁盐,E为Na2CO3,
⑤将38.4g Cu片投入装有足量D溶液的试管中,Cu片不溶解,再滴加1.6mol•L-1稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现,D含有NO3-,结合③可知D为Al(NO3)3,
综上所述,可知B中含有Cl-,故B为FeCl3,
(1)此推断A、C的化学式为CuSO4、Ba(OH)2 ,故答案为:CuSO4;Ba(OH)2;
(2)步骤②,E为Na2CO3溶液,B为FeCl3溶液,二者发生双水解反应生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳,则其反应方程式为:2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑;
故答案为:2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑;
(3)D为Al(NO3)3溶液,铝盐溶液显酸性,因为铝离子水解生成氢离子,即 Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+,所以向溶液中滴入石蕊试液,溶液会由无色变成红色;
故答案为:由无色变成红色; Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+;
(4)38.4 g Cu的物质的量为:$\frac{38.4g}{64g/mol}$=0.6mol,步骤⑤中发生的离子反应方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO+4H2O,若要将Cu片完全溶解,需要氢离子的物质的量为1.6mol,故至少加入稀H2SO4的体积设为V,即1.6mol/L×V×2=1.6mol,解V=500mL,
故答案为:500.

点评 本题考查了离子性质和离子共存的分析判断,题目综合性较强,涉及无机物推断、离子检验、离子共存、物质溶解度比较,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.

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