Question

5．現有A、B、C、D四種電解質分別完全溶于水，所得四種溶液中含H⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Na⁺、HCO₃^-、Cl^-、OH^-、SO₄^2-八種離子（不考慮水解）．為了檢驗這四種物質，進行如下實驗：
①取少量A的溶液分別與另三種物質反應，依次觀察到：白色沉淀和氣體、白色沉淀、氣體．
②經測定，A和D的溶液顯堿性，B和C的溶液pH＜7．B與D的溶液反應產生兩種沉淀，當D的量增大時，其中一種沉淀不斷溶解，最終還存在一種沉淀．
③C與D的溶液反應，無明顯現象．經測定，該反應的產物總能量小于反應物總能量．
根據上述實驗事實，請回答下列問題：
（1）C的名稱是鹽酸．用離子方程式表示A的溶液顯堿性的原因：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
（2）A與B在溶液中反應的離子方程式為Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
（3）B的溶液中離子濃度大小順序為c（SO₄^2-）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（4）等物質的量濃度、等體積的B和D的溶液混合，寫出反應的離子方程式：Ba²⁺+SO₄^2-+Al³⁺+3OH^-=BaSO₄↓+Al（OH）₃↓．

Answer 1

分析 ①取少量A的溶液分別與另三種物質反應，依次觀察到：白色沉淀和氣體、白色沉淀、氣體，結合離子之間的反應現象來判斷，鋁離子和碳酸氫根離子反應既產生白色沉淀又產生氣體；鋇離子和碳酸氫根離子、氫氧根離子之間的反應產生白色沉淀；氫離子和碳酸氫根離子之間反應產生水以及二氧化碳，A是NaHCO₃．
②經測定，A和D的溶液顯堿性，則含有氫氧根離子或是HCO₃^-，B和C的溶液pH＜7，則含有氫離子或是鋁離子等；B與D的溶液反應產生兩種沉淀，當D的量增大時，其中一種沉淀不斷溶解，最終還存在一種沉淀，則一定是硫酸鋁和氫氧化鋇之間的反應，所以D是Ba（OH）₂，B是Al₂（SO₄）₃，
③C與D的溶液反應，無明顯現象，該反應的產物總能量小于反應物總能量，該反應是放熱反應，所以C是HCl，綜上知道A是NaHCO₃，D是Ba（OH）₂，B是Al₂（SO₄）₃，C是HCl，據此回答．

解答 解：①取少量A的溶液分別與另三種物質反應，依次觀察到：白色沉淀和氣體、白色沉淀、氣體，結合離子之間的反應現象來判斷，鋁離子和碳酸氫根離子反應既產生白色沉淀又產生氣體；鋇離子和碳酸氫根離子、氫氧根離子之間的反應產生白色沉淀；氫離子和碳酸氫根離子之間反應產生水以及二氧化碳，A是NaHCO₃．
②經測定，A和D的溶液顯堿性，則含有氫氧根離子或是HCO₃^-，B和C的溶液pH＜7，則含有氫離子或是鋁離子等；B與D的溶液反應產生兩種沉淀，當D的量增大時，其中一種沉淀不斷溶解，最終還存在一種沉淀，則一定是硫酸鋁和氫氧化鋇之間的反應，所以D是Ba（OH）₂，B是Al₂（SO₄）₃，
③C與D的溶液反應，無明顯現象，該反應的產物總能量小于反應物總能量，該反應是放熱反應，所以C是HCl，綜上知道A是NaHCO₃，D是Ba（OH）₂，B是Al₂（SO₄）₃，C是HCl，據此回答．
（1）C的名稱是鹽酸，A是NaHCO₃，碳酸氫根離子水解導致溶液顯示堿性，反應為：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，故答案為：鹽酸；HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（2）碳酸氫鈉溶液和硫酸鋁之間反應的離子方程式為Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑，故答案為：Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（3）硫酸鋁溶液中鋁離子水解，溶液顯示酸性，離子濃度大小順序為c（SO₄^2-）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故答案為：c（SO₄^2-）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（4）等物質的量濃度、等體積的硫酸鋁和氫氧化鋇的溶液混合，反應的離子方程式：Ba²⁺+SO₄^2-+Al³⁺+3OH^-=BaSO₄↓+Al（OH）₃↓，故答案為：Ba²⁺+SO₄^2-+Al³⁺+3OH^-=BaSO₄↓+Al（OH）₃↓．

點評 本題是一道物質的推斷題，考查學生離子反應以及應用、鹽的水解原理以及應用等知識，注意知識的歸納和梳理是關鍵，難度較大．