Question

11．現(xiàn)有五種可溶性物質(zhì)A、B、C、D、E，它們所含的陰、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^-、CO${\;}_{3}^{2-}$、X中的一種．
（1）某同學通過分析，認為無需檢驗就可判斷必有的兩種物質(zhì)是Na₂CO₃、Ba（OH）₂
（2）為了確定X，現(xiàn)將（1）中的兩種物質(zhì)記為A和B，當C與B的溶液混合時，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味氣體；當C與A的溶液混合時產(chǎn)生棕灰色沉淀，向該沉淀中滴入稀HNO₃，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中的化學鍵類型為離子鍵、共價鍵；
③將0.02mol的A與0.01mol的C同時溶解在足量的蒸餾水中，充分反應后，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)，可以檢驗出D、E中的陽離子．
請簡述實驗操作步驟、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E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H₂SO₄，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，則該反應的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）現(xiàn)有五種可溶性物質(zhì)A、B、C、D、E，它們所含的陰、陽離子互不相同，碳酸根離子只有和鈉離子結(jié)合物質(zhì)為可溶性物質(zhì)，所以一定含有Na₂CO₃；因為它們所含陰陽離子互不相同，所以氫氧根離子只有和鋇離子結(jié)合生成的物質(zhì)具有可溶性，所以一定含有Ba（OH）₂； 
（2）①C與B的溶液混合時，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)氫氧化鋇的化學式判斷含有的化學鍵類型；
③已知C為Fe₂（SO₄）₃，A為Ba（OH）₂，將0.02molA與0.01molC同時溶解在足量的蒸餾水中，反應生成碳酸鋇沉淀和氫氧化鐵沉淀，根據(jù)反應方程中的關系求出沉淀的量；
④D中含有NO₃^-，則E中含有Cl^-，剩余Al³⁺、Mg²⁺，利用氫氧化鋁溶液強堿的性質(zhì)檢驗；
（3）酸性條件下，硝酸根離子和銅發(fā)生氧化還原反應而導致Cu溶解．

解答 解：（1）現(xiàn)有五種可溶性物質(zhì)A、B、C、D、E，它們所含的陰、陽離子互不相同，碳酸根離子只有和鈉離子結(jié)合物質(zhì)為可溶性物質(zhì)，所以一定含有Na₂CO₃；因為它們所含陰陽離子互不相同，所以氫氧根離子只有和鋇離子結(jié)合生成的物質(zhì)具有可溶性，所以一定含有Ba（OH）₂，所以無需檢驗就可判斷必有的兩種物質(zhì)是Na₂CO₃、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，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；
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鍵為離子鍵和共價鍵，
故答案為：離子鍵、共價鍵；
③已知C為Fe₂（SO₄）₃，A為Ba（OH）₂，將0.02molA與0.01molC同時溶解在足量的蒸餾水中，反應生成碳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，硫酸鐵過量，按照Ba（OH）₂計算，
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(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E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(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E中含有Mg²⁺；
（3）D為硝酸鹽，加入稀硫酸后，相當于含有硝酸，硝酸和Cu發(fā)生氧化還原反應生成銅離子和NO，離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．

點評 本題考查物質(zhì)檢驗實驗方案設計，為高頻考點，明確常見物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)的溶解性、物質(zhì)物質(zhì)的量關系是解本題關鍵，注意離子檢驗方法及現(xiàn)象，易錯點是（3）題，銅和稀硫酸不反應，但酸性條件下銅和硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應，題目難度不大．