Question

15．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^-、CO₃^2-、X中的一種．
（1）某同學(xué)通過分析比較，認為無需檢驗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-
②現(xiàn)需要200mL 0.1mol/L的A溶液，需用托盤天平稱取A固體的質(zhì)量為3.4g，配制溶液時，所需要的玻璃儀器除玻璃棒、燒杯外，還需要250mL容量瓶、膠頭滴管．
③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)論分別取適量的D、E溶液于兩支試管中，分別滴加過量的Ba（OH）₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀的含有Mg²⁺，產(chǎn)生白色沉淀后又溶解的含有Al³⁺．
（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）．

Answer 1

分析 因陽離子中Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺均不能與CO₃^2-共存，所以CO₃^2-只能與Na⁺結(jié)合成Na₂CO₃存在，又因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺均不能與OH^-共存，所以O(shè)H^-只能與Ba²⁺結(jié)合成Ba（OH）₂存在，由（2）可知，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，很明顯是Fe³⁺與CO₃^2-發(fā)生雙水解的現(xiàn)象，不難得出B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂，C中有Fe³⁺，又因C與A反應(yīng)產(chǎn)生的白色沉淀不溶于稀HNO₃，則C為Fe₂（SO₄）₃，結(jié)合對應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)以及題目要求可解答該題．

解答 解：（1）因陽離子中Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺均不能與CO₃^2-共存，所以CO₃^2-只能與Na⁺結(jié)合成Na₂CO₃存在，又因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺均不能與OH^-共存，所以O(shè)H^-只能與Ba²⁺結(jié)合成Ba（OH）₂存在，則必有Na₂CO₃、Ba（OH）₂，
故答案為：Na₂CO₃；Ba（OH）₂；
（2）①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，很明顯是Fe³⁺與CO₃^2-發(fā)生雙水解的現(xiàn)象，不難得出B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂，C中有Fe³⁺，又因C與A反應(yīng)產(chǎn)生的白色沉淀不溶于稀HNO₃，則C為Fe₂（SO₄）₃，
故答案為：B；
②現(xiàn)需要200mL 0.1mol/L的A溶液，A為Ba（OH）₂ ，溶液中氫氧化鋇的質(zhì)量=0.200L×0.1mol/L×171g/mol=3.42g，托盤天平的精確度為0.1g，需用托盤天平稱取A固體的質(zhì)量為3.4g，配制溶液時，所需要的玻璃儀器除玻璃棒、燒杯外，還需要200ml的容量瓶，定容需要的膠頭滴管，
故答案為：3.4；250mL容量瓶、膠頭滴管；
③D，E中的陽離子為Al³⁺、Mg²⁺，檢驗Al³⁺，可逐漸加入Ba（OH）₂溶液直至過量，若先出現(xiàn)白色沉淀后又逐漸溶解，往D、E的溶液中逐漸加入Ba（OH）₂溶液直至過量，若先出現(xiàn)白色沉淀后又逐漸溶解，則D中含有Al³⁺，若出現(xiàn)白色沉淀則說明E中含有Mg²，
故答案為：分別取適量的D、E溶液于兩支試管中，分別滴加過量的Ba（OH）₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀的含有Mg²⁺，產(chǎn)生白色沉淀后又溶解的含有Al³⁺；
（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)，說明D中含有的陰離子應(yīng)具有強氧化性，應(yīng)為NO₃^-，反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：NO₃^-．

點評 本題考查離子的共存，明確常見物質(zhì)的溶解性來判斷必須存在的物質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，運用假設(shè)法和排除法進行篩選，即可判斷出幾種離子的組合，注意掌握離子性質(zhì)和反應(yīng)現(xiàn)象的分析判斷，本題難度較大，考查學(xué)生的綜合運用知識的能力．