Question

17．現(xiàn)有A、B、C、D、E、F六種化合物，其陰陽離子均不同．已知它們的陽離子是K⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Ba²⁺、Fe²⁺、Al³⁺，陰離子是Cl^-、OH^-、CH₃COO^-、NO₃^-、SO₄^2-、CO₃^2-，將它們分別配成溶液進行如下實驗：
①測得溶液A、C、E呈堿性，且堿性為A＞E＞C；
②向B溶液中滴加稀氨水，先出現(xiàn)沉淀，持續(xù)滴加氨水，沉淀消失；
③向D溶液中滴加Ba（NO₃）₂溶液，無明顯現(xiàn)象；
④向F溶液中滴加氨水，生成白色絮狀沉淀，沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色．
依據(jù)上述實驗現(xiàn)象，回答下列問題：
（1）實驗④中的離子方程式是Fe²⁺+2NH₃•H₂O=Fe（OH）₂↓+2NH₄⁺、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）E溶液是碳酸鉀，判別依據(jù)是由①中堿性強弱的順序可知，E是碳酸鹽，六種陽離子中可以與碳酸根形成可溶性鹽的只有鉀離子，所以E是碳酸鉀；
（3）C溶液顯堿性的原因CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-．-（用離子方程式解釋）
（4）常溫下pH均為12的E的水溶液和A的水溶液中水電離出的氫離子濃度之比為10¹⁰：1；
（5）向20mL2mol/LD溶液中加入30mlA溶液，充分反應后得到0.78克沉淀，則A溶液的物質的量濃度可能是0.5或2.5mol/L．

Answer 1

分析 ①測得溶液A、C、E呈堿性，三種溶液為堿液或水解呈堿性的溶液，且堿性為A＞E＞C，則A為堿，溶液中含有大量的OH^-離子，OH^-離子與Ag⁺，Ca²⁺，F(xiàn)e²⁺，Al³⁺等離子不能大量共存，故A只能為Ba（OH）₂，根據(jù)越弱越水解，E應為碳酸鹽，根據(jù)離子共存，只能為K₂CO₃，C為醋酸鹽；
②向B溶液中滴加稀氨水，先出現(xiàn)沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀消失，則B中含有銀離子，應為硝酸銀溶液，加入氨水發(fā)生的反應為AgNO₃+NH₃•H₂O=AgOH↓+NH₄NO₃、AgOH+2NH₃•H₂O=Ag（NH₃）₂OH+2H₂O；
③向D溶液中滴加Ba（NO₃）₂溶液，無明顯現(xiàn)象，說明D中不含SO₄^2-離子；
④向F溶液中滴加氨水，生成白色絮狀沉淀，沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，說明F中含有Fe²⁺離子；
綜上分析可知，A為Ba（OH）₂，B為AgNO₃，C為Ca（CH₃COO）₂，D為AlCl₃，E為K₂CO₃，F(xiàn)為FeSO₄，據(jù)此進行解答．

解答 解：①測得溶液A、C、E呈堿性，三種溶液為堿液或水解呈堿性的溶液，且堿性為A＞E＞C，則A為堿，溶液中含有大量的OH^-離子，OH^-離子與Ag⁺，Ca²⁺，F(xiàn)e²⁺，Al³⁺等離子不能大量共存，故A只能為Ba（OH）₂；根據(jù)越弱越水解，E應為碳酸鹽，根據(jù)離子共存，只能為K₂CO₃，C為醋酸鹽；
②向B溶液中滴加稀氨水，先出現(xiàn)沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀消失，則B中含有銀離子，應為硝酸銀溶液，加入氨水發(fā)生的反應為：AgNO₃+NH₃•H₂O=AgOH↓+NH₄NO₃、AgOH+2NH₃•H₂O=Ag（NH₃）₂OH+2H₂O；
③向D溶液中滴加Ba（NO₃）₂溶液，無明顯現(xiàn)象，說明D中不含SO₄^2-離子，則SO₄^2-離子只能存在于F中；
④向F溶液中滴加氨水，生成白色絮狀沉淀，沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，說明F中含有Fe²⁺離子，結合③可知，F(xiàn)為FeSO₄；剩余的鈣離子含在C中，即C為Ca（CH₃COO）₂，
綜上分析可知，A為Ba（OH）₂，B為AgNO₃，C為Ca（CH₃COO）₂，D為AlCl₃，E為K₂CO₃，F(xiàn)為FeSO₄，
（1）F中含有亞鐵離子，加入氨水后亞鐵離子與氨水反應生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵容易被空氣中氧氣氧化成氫氧化鐵，反應的離子方程式為：Fe²⁺+2NH₃•H₂O=Fe（OH）₂↓+2NH₄⁺、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：Fe²⁺+2NH₃•H₂O=Fe（OH）₂↓+2NH₄⁺、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）根據(jù)分析可知，E應為碳酸鹽，六種陽離子中可以與碳酸根形成可溶性鹽的只有鉀離子，故E為K₂CO₃，
故答案為：碳酸鉀；由①中堿性強弱的順序可知，E是碳酸鹽，六種陽離子中可以與碳酸根形成可溶性鹽的只有鉀離子，所以E是碳酸鉀；
（3）C為Ca（CH₃COO）₂，醋酸根離子在溶液中存在水解平衡：CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，溶液顯示堿性，
故答案為：CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-；
（4）E為K₂CO₃，A為Ba（OH）₂，常溫下pH均為12的K₂CO₃的水溶液中氫氧根離子濃度為0.01mol/L，碳酸鉀溶液中的氫氧根離子是水電離的，則水電離的氫離子為0.01mol/L；
pH=12的氫氧化鋇溶液中氫氧根離子濃度為0.01mol/L，氫氧化鋇溶液中的氫離子為水電離的，則水電離的氫離子濃度為：1×10^-12mol/L，
則兩溶液中水電離的氫離子濃度之比為：0.01mol/L：1×10^-12mol/L=10¹⁰：1，
故答案為：10¹⁰：1；
（5）A為Ba（OH）₂，D為AlCl₃，向20mL2mol/LAlCl₃溶液中加入30mlBa（OH）₂溶液，充分反應后得到0.78克沉淀，沉淀為氫氧化鋁，
設Ba（OH）₂的濃度為c，當NaOH不足時，
 Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
     3mol        78g
    0.03L×2c      0.78g
解得：c=$\frac{3mol×0.78g}{78g×0.03L×2}$=0.5mol/L，
當Ba（OH）₂使Al（OH）₃部分溶解時，設Ba（OH）₂的物質的量為x，根據(jù)反應：
       Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
      1mol  3mol    78g
0.04mol  0.12mol  3.12g
      Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O
      78g           1mol
（3.12-0.78）g  （2x-0.12mol）
78g×（2x-0.12mol）=1mol×（3.12-0.78）g，
解得：x=0.075mol，
氫氧化鋇溶液的濃度為：$\frac{0.075mol}{0.03L}$=2.5mol/L，
故答案為：0.5或2.5．

點評 本題考查了常見離子的檢驗，離子方程式的計算，題目難度較大，注意掌握常見離子的性質及檢驗方法，明確有關離子方程式的計算方法，（5）為難點、易錯點，需要明確氫氧根離子的過量與不足情況．