Question

對于甲、乙、丙、丁、戊五種溶液有如下信息：
①分別NH₄⁺、Na⁺、Al³⁺、Ba²⁺、Ag⁺和NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-、Br^-、CO₃^2-離子中的各一種組成（不重復）．
②其中甲、丙、戊三種溶液呈酸性，乙溶液呈堿性，
③甲、乙反應生成白色沉淀和氣體，丁可分別與甲、乙、丙反應生成白色沉淀．
請回答下列問題：
（1）用化學式表示出各物質：乙

 

、丁

 

．
（2）請用離子方程式表示戊溶液呈酸性的原因：

 

．
（3）請用離子方程式表示甲與乙的反應：

 

．
（4）檢驗戊溶液中戊的陽離子的操作方法是

 

（5）若丙、丁形成的白色沉淀的溶度積常數(shù)K_sp=1.8×10^-20，則將1L 1mol/L的丙溶液與1L 1mol/L的丁溶液混合充分反應后，不考慮溶液混合時的微小體積變化，形成沉淀的陽離子的濃度約為

 

mol/L．

Answer 1

考點：無機物的推斷,離子方程式的書寫

專題：推斷題,離子反應專題

分析：甲、丙、戊三種溶液呈酸性，乙溶液呈堿性，根據(jù)鹽類水解原理可知，題中NH₄⁺、Al³⁺、Ag⁺為弱堿陽離子，Na⁺、Ba²⁺為強堿陽離子．Cl^-、Br^-、NO₃^-、SO₄^2-為強酸根離子，CO₃^2-為弱酸根離子，其中Ag⁺只能NO₃^-結合成AgNO₃溶液，因為Ag⁺與其它酸根離子都是形成難溶于水的沉淀．Ba²⁺不能SO₄^2-、CO₃^2-相結合，因為BaSO₄、BaCO₃ 都為白色沉淀．Ag⁺不能Cl^-、Br^-、SO₄^2-、CO₃^2-相結合，因為AgCl、Ag₂SO₄、Ag₂CO₃都為白色沉淀，AgBr為淺黃色沉淀．甲、乙反應生成白色沉淀和氣體，則乙含有CO₃^2-，能與CO₃^2-共存的只有Na⁺，甲、丙、戊為強酸弱堿鹽，水解呈酸性，乙為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，則乙為Na₂CO₃，甲、乙反應生成白色沉淀和氣體，則應發(fā)生互促水解反應，說明甲中含有Al³⁺，而甲為強酸弱堿鹽酸性溶液，酸根離子為Cl^-、Br^-、SO₄^2-中的一種，根據(jù)丁可分別與甲、乙、丙反應生成白色沉淀，乙為Na₂CO₃，因此丁中只能是陽離子與乙中CO₃^2-反應生成沉淀，丁中陽離子可能為Ag⁺、Ba²⁺中的一種．由題給信息可知丁呈中性，則含有Ba²⁺，應為BaCl₂，而甲溶液呈酸性，卻與乙反應生成氣體，則應為Al₂（SO₄）₃，丙溶液呈酸性，所以丙為AgNO₃，則戊應為NH₄Br，以此解答該題．

解答： 解：甲、丙、戊三種溶液呈酸性，乙溶液呈堿性，根據(jù)鹽類水解原理可知，題中NH₄⁺、Al³⁺、Ag⁺為弱堿陽離子，Na⁺、Ba²⁺為強堿陽離子．Cl^-、Br^-、NO₃^-、SO₄^2-為強酸根離子，CO₃^2-為弱酸根離子，其中Ag⁺只能NO₃^-結合成AgNO₃溶液，因為Ag⁺與其它酸根離子都是形成難溶于水的沉淀．Ba²⁺不能SO₄^2-、CO₃^2-相結合，因為BaSO₄、BaCO₃ 都為白色沉淀．Ag⁺不能Cl^-、Br^-、SO₄^2-、CO₃^2-相結合，因為AgCl、Ag₂SO₄、Ag₂CO₃都為白色沉淀，AgBr為淺黃色沉淀，則乙含有CO₃^2-，能與CO₃^2-共存的只有Na⁺，甲、丙、戊為強酸弱堿鹽，水解呈酸性，乙為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，則乙為Na₂CO₃，甲、乙反應生成白色沉淀和氣體，則應發(fā)生互促水解反應，說明甲中含有Al³⁺，而甲為強酸弱堿鹽酸性溶液，酸根離子為Cl^-、Br^-、SO₄^2-中的一種，根據(jù)丁可分別與甲、乙、丙反應生成白色沉淀，乙為Na₂CO₃，因此丁中只能是陽離子與乙中CO₃^2-反應生成沉淀，丁中陽離子可能為Ag⁺、Ba²⁺中的一種．由題給信息可知丁呈中性，則含有Ba²⁺，應為BaCl₂，而甲溶液呈酸性，卻與乙反應生成氣體，則應為Al₂（SO₄）₃，丙溶液呈酸性，所以丙為AgNO₃，則戊應為NH₄Br，
（1）由以上分析可知乙為Na₂CO₃，丁為BaCl₂，故答案為：Na₂CO₃；BaCl₂；
（2）戊為NH₄Br，為強酸弱堿鹽，水解呈酸性，離子方程式為NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺；
（3）甲為Al₂（SO₄）₃，乙為Na₂CO₃，甲和乙反應可生成白色沉淀和氣體，根據(jù)反應物可推知沉淀為Al（OH）₃，氣體為CO₂．發(fā)生雙水解反應：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）戊為NH₄Br，可與氫氧化鈉反應生成氨氣，氨氣為堿性氣體，能使紅色石蕊試紙變紅，檢驗方法為為取少量戊溶液與試管中，加入NaOH溶液，微熱，產(chǎn)生能使紅色石蕊試紙變藍的氣體，證明戊中的陽離子為NH₄⁺，
故答案為：取少量戊溶液與試管中，加入NaOH溶液，微熱，產(chǎn)生能使紅色石蕊試紙變藍的氣體，證明戊中的陽離子為NH₄⁺；
（5）丙、丁形成的白色沉淀為AgCl，n（Cl^-）=2mol，n（Ag⁺）=1mol，反應后剩余1molCl^-，體積為2L，則c（Cl^-）=0.5mol/L，
所以c（Ag⁺）=

1.8×10-20

0.5

mol/L=3.6×10^-20 mol/L，
故答案為：3.6×10^-20 mol/L．

點評：本題考查無機物的推斷，涉及鹽類水解、雙水解、離子方程式、離子反應等內容，側重于學生的分析能力、計算能力的考查，題目中的信息是解題關鍵，如溶液、使紫色石蕊試液變紅、溶液呈堿性、生成白色沉淀和氣體等，同時前后聯(lián)系，并挖掘出題中隱含信息，才能加深對試題的理解，題目難度中等．