Question

現(xiàn)有五種可溶性物質(zhì)A、B、C、D、E，它們所含的陰、陽離子互不相同，分別含有五種陽離子Na⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和五種陰離子Cl^-、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-、X中的一種．
（1）某同學通過比較分析，認為無須檢驗就可判斷其中必有的兩種物質(zhì)是

Na₂CO₃

和

Ba（OH）₂

．
（2）物質(zhì)C中含有離子X．為了確定X，現(xiàn)將（1）中的兩種物質(zhì)記為A和B，當C與B的溶液混合時，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味氣體；當C與A的溶液混合時也產(chǎn)生沉淀，向該沉淀中滴入稀HNO₃，沉淀部分溶解．則：
①X為

B

（填字母）．
A．Br^-            B．SO

2- 4

           C．CH₃COO^-          D．HCO

- 3

②A中含有的陰陽離子個數(shù)之比

2：1

③利用上述已經(jīng)確定的物質(zhì)，可以檢驗出D、E中的陽離子．請簡述實驗操作步驟、現(xiàn)象及結(jié)論：

取少量D溶液于試管中，逐滴加入Ba（OH）₂溶液直至過量，若先出現(xiàn)白色沉淀后又逐漸溶解，則D中含有Al³⁺，E中含有Mg²⁺

．
（3）將19.2gCu投入裝有足量D溶液的試管中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，則物質(zhì)D一定含有上述離子中的

NO₃^-

（填相應的離子符號），有關反應的離子方程式為

3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

，若要將Cu完全溶解，至少應加入H₂SO₄的物質(zhì)的量是

0.4mol

．

Answer 1

分析：（1）CO₃^2-與Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺不能大量共存，OH^-與Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺不能大量共存；
（2）①將 （1）中的兩種物質(zhì)記為A、B，當C與B的溶液混合時，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味氣體，紅褐色沉淀為Fe（OH）₃，氣體為CO₂，應發(fā)生的是互促水解反應：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂，C中含有Fe³⁺；
當C與A的溶液混合時產(chǎn)生沉淀，向該沉淀中滴入過量稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，說明生成BaSO₄沉淀，則C為Fe₂（SO₄）₃，以此解答該題；
②A為Ba（OH）₂，根據(jù)A化學式判斷陰陽離子個數(shù)之比；
③將Cu投入D溶液中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，該氣體為NO₂，說明D中含有NO₃^-；D中含有NO₃^-，則E中含有Cl^-，剩余Al³⁺、Mg²⁺，利用氫氧化鋁溶液強堿的性質(zhì)檢驗；
（3）將Cu投入D溶液中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，該氣體為NO₂，說明D中含有NO₃^-；根據(jù)3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²+2NO↑+4H₂O，計算硫酸的量．

解答：解：（1）CO₃^2-與Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺不能大量共存，OH^-與Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺不能大量共存，由于所含陰、陽離子互不相同，所以對應的物質(zhì)應為Na₂CO₃和Ba（OH）₂，
故答案為：Na₂CO₃； Ba（OH）₂；
（2）①將 （1）中的兩種物質(zhì)記為A、B，當C與B的溶液混合時，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味氣體，紅褐色沉淀為Fe（OH）₃，氣體為CO₂，應發(fā)生的是互促水解反應：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂．C中含有Fe³⁺，當C與A的溶液混合時產(chǎn)生沉淀，向該沉淀中滴入過量稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，說明生成BaSO₄沉淀，則C為Fe₂（SO₄）₃，SO₃^2-、SiO₃^2-與Fe³⁺不能共存，CH₃COO^-不可能生成鋇鹽沉淀，則X只能為SO₄^2-，
故答案為：B；
②A為Ba（OH）₂，所以A中陰陽離子個數(shù)之比為：2：1，故答案為：2：1；
③將Cu投入D溶液中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，該氣體為NO₂，說明D中含有NO₃^-；D中含有NO₃^-，則E中含有Cl^-，剩余Al³⁺、Mg²⁺，Al（OH）₃能溶于過量Ba（OH）₂溶液，檢驗方案為：取少量D的溶液與試管中，逐漸進入Ba（OH）₂溶液至過量，先出現(xiàn)白色沉淀后溶解，則D中含有Al³⁺，若生成的白色沉淀不溶解，則D中含有Mg²⁺，
故答案為：取少量D溶液于試管中，逐滴加入Ba（OH）₂溶液直至過量，若先出現(xiàn)白色沉淀后又逐漸溶解，則D中含有Al³⁺，E中含有Mg²⁺；
（3）根據(jù)以上推斷可知D中含有NO₃^-，已知將19.2gCu投入裝有足量D溶液的試管中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐漸溶解，發(fā)生的反應為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
則n（Cu）=mM=

19.2g

64g/mol

=0.3mol，
有方程可知

3

8

=

0.3mol

n(H+)

，
所以n（H⁺）=0.8mol，
所以n（H₂SO₄）=12n（H⁺）=0.4mol，
故答案為：NO₃^-；3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；0.4mol．

點評：本題考查離子推斷、實驗方案設計等，是對所學知識的綜合考查，題目難度較大，綜合度較高，旨在考查學生的推斷能力與方案設計能力，注意根據(jù)反應現(xiàn)象進行推斷．