17.5種固體物質(zhì)A、B、C、D、E由表中不同的陰陽(yáng)離子組成,它們均易溶于水.
陽(yáng)離子Na+  Al3+Fe3+  Cu2+、Ba2+
陰離子OH- Cl- CO32- NO3- SO4-
分別取它們的水溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下:①A溶液與C溶液混合后產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,向該沉淀中加入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固體;②B溶液與E溶液混合后產(chǎn)生紅褐色沉淀,同時(shí)產(chǎn)生大量氣體;
③少量C溶液與D溶液混合后產(chǎn)生白色沉淀,過(guò)量C溶液與D溶液混合后無(wú)現(xiàn)象;
④B溶液與D溶液混合后無(wú)現(xiàn)象;
⑤將38.4g Cu片投入裝有足量D溶液的試管中,Cu片不溶解,再滴加1.6mol•L-1稀H2SO4,Cu逐漸溶解,管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn).
(1)據(jù)此推斷A、C的化學(xué)式為:ACuSO4;CBa(OH)2
(2)寫出步驟②中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑.
(3)D溶液中滴入石蕊試液,現(xiàn)象是由無(wú)色變成紅色,原因是Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+(用離子方程式說(shuō)明).
(4)步驟⑤中若要將Cu片完全溶解,至少加入稀H2SO4的體積是500mL.
(5)現(xiàn)用500mL 3mol•L-1的E溶液充分吸收11.2L CO2氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況 下),反應(yīng)后溶液中各離子的物質(zhì)量濃度由小到大的順序?yàn)閏(H+)<c(OH-)<c(CO32-)<c(HCO3-)<c(Na+).
(6)若用惰性電極電解A和B的混合溶液,溶質(zhì)的物質(zhì)的量均為0.1mol,請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系中畫出通電后陽(yáng)極產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)V與通過(guò)電子的物質(zhì)的量n的關(guān)系(不考慮氣體溶于水).

分析 5種固體物質(zhì)A、B、C、D、E由表中不同的陰陽(yáng)離子組成,它們均易溶于水,由離子共存可知,一定含有:Na2CO3、Ba(OH)2,
①A溶液與C溶液混合后產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,向該沉淀中加入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固體,說(shuō)明生成氫氧化銅與硫酸鋇,故A、C分別為Ba(OH)2、CuSO4中的一種;
②B溶液與E溶液混合后產(chǎn)生紅褐色沉淀,同時(shí)產(chǎn)生大量氣體,說(shuō)明生成氫氧化鐵與二氧化碳,應(yīng)碳酸鈉與鐵鹽發(fā)生雙水解反應(yīng),B、E分別為Na2CO3、鐵鹽中的一種;
③少量C溶液與D溶液混合后產(chǎn)生白色沉淀,過(guò)量C溶液與D溶液混合后無(wú)現(xiàn)象,結(jié)合①可知,C為Ba(OH)2、D為鋁鹽,故A為CuSO4
④B溶液與D溶液混合后無(wú)現(xiàn)象,結(jié)合②可知,B為鐵鹽,E為Na2CO3,
⑤將38.4g Cu片投入裝有足量D溶液的試管中,Cu片不溶解,再滴加1.6mol•L-1稀H2SO4,Cu逐漸溶解,管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn),D含有NO3-,結(jié)合③可知D為Al(NO33
綜上所述,可知B中含有Cl-,故B為FeCl3,據(jù)此解答.

解答 解:(1)此推斷A、C的化學(xué)式為CuSO4、Ba(OH)2 ,故答案為:CuSO4;Ba(OH)2;
(2)步驟②,E為Na2CO3溶液,B為FeCl3溶液,二者發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和二氧化碳,則其反應(yīng)方程式為:2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑;
故答案為:2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑;
(3)D為Al(NO33溶液,鋁鹽溶液顯酸性,因?yàn)殇X離子水解生成氫離子,即 Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+,所以向溶液中滴入石蕊試液,溶液會(huì)由無(wú)色變成紅色;
故答案為:由無(wú)色變成紅色; Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+;
(4)38.4 g Cu的物質(zhì)的量為:$\frac{38.4g}{64g/mol}$=0.6mol,步驟⑤中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO+4H2O,若要將Cu片完全溶解,需要?dú)潆x子的物質(zhì)的量為1.6mol,故至少加入稀H2SO4的體積設(shè)為V,即1.6mol/L×V×2=1.6mol,解V=500mL,
故答案為:500;
(5)500mL 3mol•L-1的Na2CO3溶液中的Na2CO3物質(zhì)的量=0.5L×3mol/L=1.5mol,11.2L CO2的物質(zhì)的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol,發(fā)生反應(yīng)Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,由方程式可知,生成1molNaHCO3,剩余1molNa2CO3,溶液中鈉離子濃度最大,碳酸氫根與碳酸根都水解,溶液呈堿性,碳酸氫根的水解程度小于碳酸根水解程度,故溶液中離子濃度:c(H+)<c(OH-)<c(CO32-)<c(HCO3-)<c(Na+),
故答案為:c(H+)<c(OH-)<c(CO32-)<c(HCO3-)<c(Na+);
(6)若用惰性電極電解CuSO4和FeCl3的混合溶液,溶質(zhì)的物質(zhì)的量均為0.1mol,
首先,陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng):2Cl--2e-=Cl2↑,則n(電子)=$\frac{V}{22.4}$×2=$\frac{V}{11.2}$,即V=11.2n,根據(jù)氯原子守恒可知,生成氯氣的最大體積=$\frac{0.1mol×3}{2}$×22.4L/mol=3.36L,此時(shí)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為0.3mol;
然后,陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng):4OH--4e-=O2↑+2H2O,則n(電子)=$\frac{V}{22.4}$×4=,即V=5.6n,
故通電后陽(yáng)極產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)V與通過(guò)電子的物質(zhì)的量n的關(guān)系為:,
故答案為:

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子性質(zhì)和離子共存的分析判斷,題目綜合性較強(qiáng),涉及無(wú)機(jī)物推斷、離子檢驗(yàn)、鹽類水解、離子濃度比較、電解原理等,需要學(xué)生熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí),有利于考查學(xué)生的推理能力,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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ABCD
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