Question

18．現(xiàn)有五種可溶性物質(zhì)A、B、C、D、E，它們所含陰、陽離子互不相同，分別含有五種陽離子Na⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和五種陰離子Cl^-、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-、X中的一種．
（1）某同學(xué)通過比較分析，認(rèn)為無需檢驗(yàn)就可判斷其中必有的兩種物質(zhì)是Na₂CO₃和Ba（OH）₂（填化學(xué)式）．
（2）為了確定X，現(xiàn)將（1）中的兩種物質(zhì)記為A和B，含X的物質(zhì)記為C，當(dāng)C與B的溶液混合時(shí)，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味的氣體；當(dāng)C與A的溶液混合時(shí)產(chǎn)生棕黃色沉淀，向該沉淀中滴入稀硝酸沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解．則X為B．
A．SO₃^2-  B．SO₄^2-  C．CH₃COO^-  　D．SiO₃^2-
（3）Cu投入到裝有D溶液的試管中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，則物質(zhì)D一定含有上述離子中的NO₃^-（填相應(yīng)的離子符號），有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²+2NO↑+4H₂O2NO+O₂=2NO₂
（4）利用上述已經(jīng)確定的物質(zhì)，可以檢驗(yàn)出D、E中的陽離子．請簡述實(shí)驗(yàn)操作步驟、現(xiàn)象及結(jié)論：取少量D的溶液與試管中，逐漸加入Ba（OH）₂溶液至過量，先出現(xiàn)白色沉淀后溶解，則D中含有Al³⁺，若生成的白色沉淀不溶解，則D中含有Mg²⁺．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)離子之間結(jié)合生成沉淀，不能共存，確定含有的兩種物質(zhì)；
（2）C與B的溶液混合時(shí)，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味氣體，沉淀為氫氧化鐵、氣體為二氧化碳；C與A的溶液混合時(shí)產(chǎn)生混合物沉淀，向該沉淀中滴入稀鹽酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂，C為硫酸鐵，另兩種物質(zhì)為氯化鋁、硝酸鎂或氯化鎂、硝酸鋁；
（3）將Cu投入D溶液中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，該氣體為NO₂，說明D中含有NO₃^-；
（4）D中含有NO₃^-，則E中含有Cl^-，剩余Al³⁺、Mg²⁺，利用氫氧化鋁溶液強(qiáng)堿的性質(zhì)檢驗(yàn)．

解答 解：（1）因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺和OH^-反應(yīng)生成沉淀，Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和CO₃^2-反應(yīng)，則不能共存，所以一定存在的物質(zhì)為Na₂CO₃和Ba（OH）₂，
故答案為：Na₂CO₃；Ba（OH）₂；
（2）根據(jù)C與B的溶液混合時(shí)，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味氣體，可知沉淀為氫氧化鐵、氣體為二氧化碳，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂；C與A的溶液混合時(shí)產(chǎn)生混合物沉淀，向該沉淀中滴入稀鹽酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，則C為硫酸鐵，另兩種物質(zhì)為氯化鋁、硝酸鎂或氯化鎂、硝酸鋁，因C為Fe₂（SO₄）₃，則陰離子有SO₄^2-，則X為SO₄^2-，
故選B；
（3）將Cu投入D溶液中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，該氣體為NO₂，說明D中含有NO₃^-，反應(yīng)離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²+2NO↑+4H₂O，2NO+O₂=2NO₂，
故答案為：NO₃^-；3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²+2NO↑+4H₂O，2NO+O₂=2NO₂；
（4）D中含有NO₃^-，則E中含有Cl^-，剩余Al³⁺、Mg²⁺，Al（OH）₃能溶于過量Ba（OH）₂溶液，檢驗(yàn)方案為：取少量D的溶液與試管中，逐漸加入Ba（OH）₂溶液至過量，先出現(xiàn)白色沉淀后溶解，則D中含有Al³⁺，若生成的白色沉淀不溶解，則D中含有Mg²⁺，
故答案為：取少量D的溶液與試管中，逐漸加入Ba（OH）₂溶液至過量，先出現(xiàn)白色沉淀后溶解，則D中含有Al³⁺，若生成的白色沉淀不溶解，則D中含有Mg²⁺．

點(diǎn)評 本題考查離子推斷、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等，是對所學(xué)知識的綜合考查，題目難度較大，綜合度較高，旨在考查學(xué)生的推斷能力與方案設(shè)計(jì)能力，注意根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行推斷．