Question

現(xiàn)有五種可溶性物質(zhì)A、B、C、D、E，它們所含的陰、陽(yáng)離子互不相同，分別含有五種陽(yáng)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(xué)通過(guò)比較分析，認(rèn)為無(wú)須檢驗(yàn)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(jué)．為了確定X，現(xiàn)將（1）中的兩種物質(zhì)記為A和B，當(dāng)C與B的溶液混合時(shí)，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無(wú)色無(wú)味氣體；當(dāng)C與A的溶液混合時(shí)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(yáng)離子個(gè)數(shù)之比

2：1

③利用上述已經(jīng)確定的物質(zhì)，可以檢驗(yàn)出D、E中的陽(yáng)離子．請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)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(guò)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(yīng)的離子符號(hào)），有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為

3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

，若要將Cu完全溶解，至少應(yīng)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(dāng)C與B的溶液混合時(shí)，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無(wú)色無(wú)味氣體，紅褐色沉淀為Fe（OH）₃，氣體為CO₂，應(yīng)發(fā)生的是互促水解反應(yīng)：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂，C中含有Fe³⁺；
當(dāng)C與A的溶液混合時(shí)產(chǎn)生沉淀，向該沉淀中滴入過(guò)量稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，說(shuō)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(xué)式判斷陰陽(yáng)離子個(gè)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(shuō)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(qiáng)堿的性質(zhì)檢驗(yàn)；
（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(shuō)明D中含有NO₃^-；根據(jù)3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²+2NO↑+4H₂O，計(jì)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(yáng)離子互不相同，所以對(duì)應(yīng)的物質(zhì)應(yīng)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(dāng)C與B的溶液混合時(shí)，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無(wú)色無(wú)味氣體，紅褐色沉淀為Fe（OH）₃，氣體為CO₂，應(yīng)發(fā)生的是互促水解反應(yīng)：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂．C中含有Fe³⁺，當(dāng)C與A的溶液混合時(shí)產(chǎn)生沉淀，向該沉淀中滴入過(guò)量稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，說(shuō)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(yáng)離子個(gè)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(shuō)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(guò)量Ba（OH）₂溶液，檢驗(yàn)方案為：取少量D的溶液與試管中，逐漸進(jìn)入Ba（OH）₂溶液至過(guò)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(guò)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(yīng)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(diǎn)評(píng)：本題考查離子推斷、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合考查，題目難度較大，綜合度較高，旨在考查學(xué)生的推斷能力與方案設(shè)計(jì)能力，注意根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行推斷．