Question

20．現(xiàn)有五種可溶性物質(zhì)A、B、C、D、E，它們所含的陰、陽(yáng)離子互不相同，分別含有五種陽(yáng)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(guò)分析比較，認(rèn)為無(wú)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，當(dāng)C與B的溶液混合時(shí)，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無(wú)色無(wú)味氣體；當(dāng)C與A的溶液混合時(shí)產(chǎn)生棕色沉淀，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：
①X為B．
A．SO₃^2-    B．SO₄^2-C．CH₃COO^-     D．SiO₃^2-
②A中的化學(xué)鍵類型為離子鍵和共價(jià)鍵
③將0.02mol的A與0.01mol的C同時(shí)溶解在足量的蒸餾水中，充分反應(yīng)后，最終所得沉淀的質(zhì)量為6.1g（精確到0.1g）．
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(yáng)離子．請(qǐng)簡(jiǎn)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，逐漸進(jìn)入Ba（OH）₂溶液至過(guò)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⁺
（3）將Cu投入到裝有D溶液的試管中，Cu不溶解；再滴加稀硫酸，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(hào)）．有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²+2NO↑+4H₂O．

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）①C與B的溶液混合時(shí)，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無(wú)色無(wú)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；
②A為氫氧化鋇，根據(jù)氫氧化鋇的化學(xué)式判斷含有的化學(xué)鍵類型；
③已知C為Fe₂（SO₄）₃，A為Ba（OH）₂，將0.02molA與0.01molC同時(shí)溶解在足量的蒸餾水中，反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氫氧化鐵沉淀，根據(jù)反應(yīng)方程中的關(guān)系求出沉淀的量；
④D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)；
（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(shuō)明D中含有NO₃^-．

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）①根據(jù)C與B的溶液混合時(shí)，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無(wú)色無(wú)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-，
故答案為：B；
②根據(jù)以上分析可知A為氫氧化鋇，氫氧化鋇中的氫氧根中含H-O共價(jià)鍵，鋇離子與氫氧根離子之間形成了離子鍵，所以氫氧化鋇中的化學(xué)鍵為離子鍵和共價(jià)鍵，
故答案為：離子鍵和共價(jià)鍵；
③已知C為Fe₂（SO₄）₃，A為Ba（OH）₂，將0.02molA與0.01molC同時(shí)溶解在足量的蒸餾水中，反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氫氧化鐵沉淀，F(xiàn)e₂（SO₄）₃+3Ba（OH）₂═2Fe（OH）₃↓+3BaSO₄↓，根據(jù)方程式可知，硫酸鐵過(guò)量，按照Ba（OH）₂計(jì)算，
則n（BaSO₄）=0.02mol，n（Fe（OH）₃）=$\frac{2}{3}$×0.02mol，
所以沉淀的質(zhì)量為m（BaSO₄）+m（Fe（OH）₃）=0.02mol×233g/mol+$\frac{2}{3}$×0.02mol×107g/mol=6.1g，
故答案為：6.1g；
④D中含有NO₃^-，則E中含有Cl^-，剩余Al³⁺、Mg²⁺，Al（OH）₃能溶于過(guò)量Ba（OH）₂溶液，檢驗(yàn)方案為：取少量D的溶液與試管中，逐漸進(jìn)入Ba（OH）₂溶液至過(guò)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，逐漸進(jìn)入Ba（OH）₂溶液至過(guò)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⁺；
（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(shuō)明D中含有NO₃^-，反應(yīng)離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²+2NO↑+4H₂O，
故答案為：NO₃^-；3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²+2NO↑+4H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法，題目難度中等，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，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．