Question

【題目】現有五種可溶性物質A，B，C，D，E，它們所含的陰、陽離子互不相同，分別含有五種陰離子Na＋、Al3＋、Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋和五種陽離子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________和________(填物質的化學式)。

(2)為了確定X，現將(1)中的兩種物質記為A和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；當C與A的溶液混合時產生棕灰色沉淀，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________(填序號)。

A．SO32－ B．SO42－ C．CH3COO－ D．SiO32－

②B的水溶液中所有離子的濃度由大到小的順序為____________(用離子符號表示)。

③將0.03 mol的A與0.01 mol的C同時溶解在足量的蒸餾水中，充分反應后，最終所得沉淀的物質的量為________。

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________________________________________________________________________

(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________(填相應的離子符號)。有關反應的離子方程式為____________________________________________________________。

Answer 1

【答案】Na2CO3Ba(OH)2Bc(Na＋)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)＞c(H＋)0.05 mol往D的溶液中逐漸加入Ba(OH)2溶液直至過量，若先出白色沉淀后又逐漸溶解，則D中含有Al3＋，E中含有Mg2＋。或往D的溶液中加入適量Na2CO3溶液，若產生了白色沉淀和無色氣味的氣體，則D中含有Al3＋，E中含有Mg2＋NO3－3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 2NO＋O2=2NO2

【解析】

（1）Al3＋、Mg2＋、Fe3＋和OH－反應生成沉淀，Al3＋、Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋和CO32－反應,則不能共存，所以一定存在的物質為Na2CO3 和 Ba(OH)2；綜上所述，本題答案是：Na2CO3 和 Ba(OH)2。

(2)根據C與B的溶液混合時,產生紅褐色沉淀和無色無味氣體,可以知道沉淀為氫氧化鐵、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,另兩種物質為氯化鋁、硝酸鎂或氯化鎂、硝酸鋁,因C為Fe(SO4)3,則陰離子有SO42-,則X為SO42-；B選項正確；綜上所述，本題選B。
②Na2CO3屬于弱酸強堿鹽，水解顯堿性，c(OH－)＞c(H＋)，c(CO32－) ＞c(HCO3－)，因此碳酸鈉的水溶液中所有離子的濃度由大到小的順序為：c(Na＋)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)＞c(H＋)；綜上所述，本題答案是：c(Na＋)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)＞c(H＋)。

③將0.03 mol的Ba(OH)2與0.01 mol的Fe2(SO4)3同時溶解在足量的蒸餾水中，n(Ba2+)=0.03 mol, n(OH-)=0.06 mol, n(Fe3+)=0.02 mol, n(SO42-)=0.03 mol；根據Ba2++ SO42-=BaSO4↓可知：生成沉淀0.03 mol；根據Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓可知：生成沉淀0.02mol；共生成沉淀0.05 mol；綜上所述，本題答案是：0.05 mol。

④D中含有NO3－,則E中含有Cl－,剩余Al3＋、Mg2＋；往D的溶液中逐漸加入Ba(OH)2溶液直至過量，若先出白色沉淀后又逐漸溶解，則D中含有Al3＋，E中含有Mg2＋�；蛲鵇的溶液中加入適量Na2CO3溶液，若產生了白色沉淀和無色氣味的氣體，則D中含有Al3＋，E中含有Mg2＋；綜上所述，本題答案是：往D的溶液中逐漸加入Ba(OH)2溶液直至過量，若先出白色沉淀后又逐漸溶解，則D中含有Al3＋，E中含有Mg2＋。或往D的溶液中加入適量Na2CO3溶液，若產生了白色沉淀和無色氣味的氣體，則D中含有Al3＋，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，該氣體為二氧化氮，說明D中含有硝酸根離子，反應離子方程式為： 3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；2NO＋O2=2NO2；綜上所述，本題答案是：NO3－，3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，2NO＋O2=2NO2。