Question

現有五種可溶性物質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-、CO32-、X中的一種．
（1）某同學通過比較分析，認為無需檢驗就可判斷其中必有的兩種物質是

Na₂CO₃

和

Ba（OH）₂

（填化學式）．
（2）為了確定X，現將（1）中的兩種物質記為A和B．含X的物質記為C．當C與B的溶液混合時，產生紅褐色沉淀和無色無味氣體；當C與A的溶液混合時產生棕黃色沉淀，向該沉淀中滴入稀硝酸時沉淀部分溶解，最后有白色沉淀剩余．則X為

B

（填序號）．
A.SO32-
B.SO42-
C.CH3COO-
D.SiO32-
（3）將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．則物質D一定含有上述離子中的

NO₃^-

（填相應的離子符號）．有關反應的離子方程式為

3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²+2NO↑+4H₂O

．
（4）利用上述已經確定的物質，可以檢驗出D、E中的陽離子．請簡述實驗操作步驟、現象及結論：

取少量D的溶液與試管中，逐漸進入Ba（OH）₂溶液至過量，先出現白色沉淀后溶解，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）CO₃^2-與Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺不能大量共存，OH^-與Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺不能大量共存；
（2）將 （1）中的兩種物質記為A、B，當C與B的溶液混合時，產生紅褐色沉淀和無色無味氣體，紅褐色沉淀為Fe（OH）₃，氣體為CO₂，應發(fā)生的是互促水解反應：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂，C中含有Fe³⁺；
當C與A的溶液混合時產生沉淀，向該沉淀中滴入過量稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，說明生成BaSO₄沉淀，則C為Fe₂（SO₄）₃，以此解答該題；
（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，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堿的性質檢驗．

解答：解：（1）CO₃^2-與Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺不能大量共存，OH^-與Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺不能大量共存，由于所含陰、陽離子互不相同，所以對應的物質應為Na₂CO₃和Ba（OH）₂，
故答案為：Na₂CO₃； Ba（OH）₂；
（2）將 （1）中的兩種物質記為A、B，當C與B的溶液混合時，產生紅褐色沉淀和無色無味氣體，紅褐色沉淀為Fe（OH）₃，氣體為CO₂，應發(fā)生的是互促水解反應：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂．C中含有Fe³⁺，當C與A的溶液混合時產生沉淀，向該沉淀中滴入過量稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，說明生成BaSO₄沉淀，則C為Fe₂（SO₄）₃，SO₃^2-、SiO₃^2-與Fe³⁺不能共存，CH₃COO^-不可能生成鋇鹽沉淀，則X只能為SO₄^2-，
故答案為：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，該氣體為NO₂，說明D中含有NO₃^-，反應離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²+2NO↑+4H₂O，
故答案為：NO₃^-；3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²+2NO↑+4H₂O；
（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，檢驗方案為：取少量D的溶液與試管中，逐漸進入Ba（OH）₂溶液至過量，先出現白色沉淀后溶解，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，逐漸進入Ba（OH）₂溶液至過量，先出現白色沉淀后溶解，則D中含有Al³⁺，若生成的白色沉淀不溶解，則D中含有Mg²⁺．

點評：本題考查離子推斷、實驗方案設計等，是對所學知識的綜合考查，題目難度較大，綜合度較高，旨在考查學生的推斷能力與方案設計能力，注意根據反應現象進行推斷．