Question

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）一同學(xué)通過(guò)比較分析，認(rèn)為無(wú)需檢驗(yàn)就可判斷其中必有的兩種物質(zhì)．它們分別是

 

、

 

 

（填化學(xué)式），若將這兩種物質(zhì)的溶液混合時(shí)發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為

 

．
（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)生二種沉淀，向該沉淀中滴入足量的稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀．
①X為

 

（填序號(hào)）
A．SO₃^2-   B．CH₃COO^- C．SO₄^2-D．SiO₃^2-
②120mL含有0.20mol  B的溶液和200mL鹽酸，不管將前者滴加入后者，還是將后者滴加入前者，都有氣體產(chǎn)生，但最終生成的氣體體積不同，則鹽酸的濃度合理的是

 

A．2.0mol/L     B．1.5mol/L      C．1.8mol/L    D．0.24mol/L
（3）利用上述已經(jīng)確定的一種物質(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

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：常見(jiàn)陽(yáng)離子的檢驗(yàn),常見(jiàn)陰離子的檢驗(yàn)

專題：物質(zhì)檢驗(yàn)鑒別題

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)，然后寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式；
（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；
②根據(jù)碳酸鈉滴入鹽酸中的反應(yīng)及鹽酸滴入碳酸鈉中的反應(yīng)，結(jié)合都有氣體產(chǎn)生，但最終生成的氣體體積不同來(lái)找出鹽酸與碳酸鈉的物質(zhì)的量的關(guān)系，根據(jù)鹽酸的濃度范圍值來(lái)確定答案；
（3）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；Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；
（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-，所以C正確，
故答案為：C；
②B為Na₂CO₃，當(dāng)碳酸鈉滴入鹽酸中時(shí)發(fā)生反應(yīng)：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑，
當(dāng)鹽酸滴入碳酸鈉溶液時(shí)，反應(yīng)順序?yàn)椋篊O₃^2-+H⁺═HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑，則HCl的物質(zhì)的量應(yīng)大于Na₂CO₃的物質(zhì)的量，
又因?yàn)樽罱K生成的氣體體積不同，則HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂不能全部完成，即HCl的物質(zhì)的量比Na₂CO₃的物質(zhì)的量的二倍少，
碳酸鈉的物質(zhì)的量為0.2mol，則HCl的物質(zhì)的量應(yīng)介于0.2mol～0.4mol之間，
鹽酸的體積為：200mL=0.2L，
則鹽酸的濃度應(yīng)該是大于1mol/L，小于2mol/L，所以BC正確，
故答案為：BC；
（3）根據(jù)以上分析可知，D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的溶液于試管中，往其中逐漸加入Ba（OH）₂溶液直至過(guò)量，若先出現(xiàn)白色沉淀后又逐漸溶解，則D中含有Al³⁺，E中含有Mg²⁺（或取少量D的溶液于試管中，往其中逐漸加入過(guò)量Na₂CO₃溶液，若出現(xiàn)白色沉淀和無(wú)色氣體，則D中含有Al³⁺，E中含有Mg²⁺）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查離子推斷、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等，是對(duì)所學(xué)知識(shí)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，注意掌握常見(jiàn)離子的性質(zhì)及檢驗(yàn)方法，能夠根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行推斷相應(yīng)離子．