Question

1．某研究小組為了探究固體甲（二元化合物）和固體乙（無(wú)機(jī)礦物鹽，含五種元素）的組成和性質(zhì)，設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn)：

已知：向溶液1中連續(xù)滴加鹽酸，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解；向溶液2中連續(xù)通入氣體2，也是先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）甲的化學(xué)式是Al₄C₃，氣體1分子的空間構(gòu)型是正四面體．
（2）乙的化學(xué)式是BaCO₃•Cu（OH）₂或BaCu（OH）₂CO₃．
（3）加熱條件下，氣體1與固體2反應(yīng)，可產(chǎn)生另外一種氣體和一種固體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Cu+CO₂+2H₂O或8CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Cu₂O+CO₂+2H₂O或3CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+CO+2H₂O或6CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu₂O+CO+2H₂O．
（4）足量氣體2與溶液1反應(yīng)的離子方程式為CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．有人認(rèn)為，判斷該反應(yīng)的氣體2是否過(guò)量較難，應(yīng)對(duì)其中一種產(chǎn)物是“正鹽”還是“酸式鹽”進(jìn)行檢驗(yàn)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明這一產(chǎn)物的成分：取反應(yīng)后的溶液少許于試管中，滴加過(guò)量的CaCl₂溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，則產(chǎn)物中有正鹽；過(guò)濾后，向?yàn)V液中滴加NaOH溶液，若又出現(xiàn)白色沉淀，則產(chǎn)物中有酸式鹽．若二者都出現(xiàn)，為二者混合物（可選的試劑為：氨水、NaOH溶液、稀硫酸、CaCl₂溶液）．

Answer 1

分析 含氫量最高的烴為CH₄，則甲為碳化物，溶液1為鈉鹽溶液，向溶液1中連續(xù)滴加鹽酸，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解，說(shuō)明應(yīng)含有Al元素，溶液1為NaAlO₂，氣體2為CO₂，沉淀b為Al（OH）₃，則甲為Al₄C₃，乙加熱生成液體a為H₂O，固體2加入鹽酸溶液變?yōu)樗{(lán)色，應(yīng)生成氯化銅，固體2為CuO，固體1應(yīng)為氧化物，溶液2中連續(xù)通入二氧化碳，也是先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解，說(shuō)明固體1含有BaO，且m（BaO）=23.3g-8g=15.3g，n（BaO）=$\frac{15.3g}{153g/mol}$=0.1mol，n（CuO）=$\frac{8g}{80g/mol}$=0.1mol，乙含有Cu、Ba、H、C、O元素，為BaCO₃•Cu（OH）₂或BaCu（OH）₂CO₃，以此解答該題．

解答 解：含氫量最高的烴為CH₄，則甲為碳化物，溶液1為鈉鹽溶液，向溶液1中連續(xù)滴加鹽酸，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解，說(shuō)明應(yīng)含有Al元素，溶液1為NaAlO₂，氣體2為CO₂，沉淀b為Al（OH）₃，則甲為Al₄C₃，乙加熱生成液體a為H₂O，固體2加入鹽酸溶液變?yōu)樗{(lán)色，應(yīng)生成氯化銅，固體2為CuO，固體1應(yīng)為氧化物，溶液2中連續(xù)通入二氧化碳，也是先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解，說(shuō)明固體1含有BaO，且m（BaO）=23.3g-8g=15.3g，n（BaO）=$\frac{15.3g}{153g/mol}$=0.1mol，n（CuO）=$\frac{8g}{80g/mol}$=0.1mol，乙含有Cu、Ba、H、C、O元素，為BaCO₃•Cu（OH）₂或BaCu（OH）₂CO₃，
（1）由以上分析可知甲為Al₄C₃，氣體1為甲烷，分子的空間構(gòu)型是正四面體，故答案為：Al₄C₃；正四面體；
（2）乙含有Cu、Ba、H、C、O元素，為BaCO₃•Cu（OH）₂或BaCu（OH）₂CO₃，故答案為：BaCO₃•Cu（OH）₂或BaCu（OH）₂CO₃；
（3）加熱條件下，甲烷與氧化銅反應(yīng)，可產(chǎn)生另外一種氣體和一種固體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 4Cu+CO₂+2H₂O或8CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 4Cu₂O+CO₂+2H₂O或3CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu+CO+2H₂O  或  6CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu₂O+CO+2H₂O，
故答案為：4CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 4Cu+CO₂+2H₂O或8CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 4Cu₂O+CO₂+2H₂O或3CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu+CO+2H₂O  或  6CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu₂O+CO+2H₂O；
（4）足量氣體2與溶液1反應(yīng)的離子方程式為CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，檢驗(yàn)產(chǎn)物是“正鹽”還是“酸式鹽”，可取反應(yīng)后的溶液少許于試管中，滴加過(guò)量的CaCl₂溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，則產(chǎn)物中有正鹽；過(guò)濾后，向?yàn)V液中滴加NaOH溶液，若又出現(xiàn)白色沉淀，則產(chǎn)物中有酸式鹽．若二者都出現(xiàn)，為二者混合物，
故答案為：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；取反應(yīng)后的溶液少許于試管中，滴加過(guò)量的CaCl₂溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，則產(chǎn)物中有正鹽；過(guò)濾后，向?yàn)V液中滴加NaOH溶液，若又出現(xiàn)白色沉淀，則產(chǎn)物中有酸式鹽．若二者都出現(xiàn)，為二者混合物．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)成分確定，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷能力，明確物質(zhì)顏色、性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，要根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，同時(shí)考查學(xué)生思維縝密性、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，題目難度中等．