Question

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 五种阳离子Na+、Al3+、Mg2+

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 五种阳离子Na+、Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+和五种阴离子Cl-、OH-、NO ?3、CO 2?3、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是______、______（填化学式）．（2）为了确定X，现将（1）中的两种物质记为A和B．当含X离子的C与A的溶液混 合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体；当C与B的溶液混合时产生两种沉淀，向该沉淀中滴入足量的稀HNO3，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀．则：①X为______（填序号）．A．SiO 2?3 B．CH3COO-C．SO 2?4②A的水溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为______．③化合物B的电子式______．④将0.02mol的B与0.01mol的C同时溶解在足量的蒸馏水中，充分反应后，最终 所得沉淀的质量为______g（精确到0.1g）．⑤利用上述已经确定的一种物质，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片投入到装有D溶液的试管中，Cu片不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu片逐渐 溶解，试管口附近有红棕色气体出现，有关反应的离子方程式为______．

Answer 1

（1）因阳离子中Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺均不能与CO₃^2-共存，所以CO₃^2-只能与Na⁺结合成Na₂CO₃存在，又因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺均不能与OH^-共存，所以OH^-只能与Ba²⁺结合成Ba（OH）₂存在，
故答案为：Na₂CO₃；Ba（OH）₂；
（2）①产生红褐色沉淀和无色无味气体，很明显是Fe³⁺与CO₃^2-发生双水解的现象，不难得出A为Na₂CO₃，B为Ba（OH）₂，C中有Fe³⁺，又因C与A反应产生的白色沉淀不溶于稀HNO₃所以C为Fe₂（SO₄）₃．，故X为SO₄^2-，
故选C；
②根据①可知，A为碳酸钠溶液，碳酸根离子发生了水解，溶液显示碱性，Na₂CO₃溶液中各离子浓度大小为：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）；
③化合物B为氢氧化钡，氢氧化钡为离子化合物，离子化合物的电子式需要标出所带的电荷，氢氧化钡的电子式为：，
故答案为：；
④0.02mol的Ba（OH）₂与0.01mol的Fe₂（SO₄）₃反应，即0.02mol Ba²⁺、0.04mol OH^-、0.02mol Fe³⁺、0.03molSO₄^2-，故生成0.02molBaSO₄和0.04/3mol Fe（OH）₃沉淀，计算得沉淀质量为：0.02mol×233g/mol+0.04mol3×107g/mol≈6.1g，
故答案为：6.1；
⑤用上述已经确定的氢氧化钡溶液或者碳酸钠溶液，可以检验出D、E中的阳离子，检验方法为：往D的溶液中逐渐加入Ba（OH）₂溶液直至过量，若先出现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无味的气体，则D中含有Al³⁺，E中含有Mg²⁺．）
故答案为：往D的溶液中逐渐加入Ba（OH）₂溶液直至过量，若先出现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无味的气体，则D中含有Al³⁺，E中含有Mg²⁺．）
（3）铜不溶于稀硫酸，但能溶于稀硝酸，所以D中一定含有NO₃^-，反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．