Question

1．某研究小組為了探究固體甲（二元化合物）和固體乙（無機礦物鹽，含五種元素）的組成和性質，設計并完成了如下實驗：

已知：向溶液1中連續(xù)滴加鹽酸，先產生白色沉淀，后沉淀溶解；向溶液2中連續(xù)通入氣體2，也是先產生白色沉淀，后沉淀溶解．請回答下列問題：
（1）甲的化學式是Al₄C₃，氣體1分子的空間構型是正四面體．
（2）乙的化學式是BaCO₃•Cu（OH）₂或BaCu（OH）₂CO₃．
（3）加熱條件下，氣體1與固體2反應，可產生另外一種氣體和一種固體，該反應的化學方程式為4CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Cu+CO₂+2H₂O或8CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Cu₂O+CO₂+2H₂O或3CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+CO+2H₂O或6CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu₂O+CO+2H₂O．
（4）足量氣體2與溶液1反應的離子方程式為CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．有人認為，判斷該反應的氣體2是否過量較難，應對其中一種產物是“正鹽”還是“酸式鹽”進行檢驗，請設計實驗證明這一產物的成分：取反應后的溶液少許于試管中，滴加過量的CaCl₂溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，則產物中有正鹽；過濾后，向濾液中滴加NaOH溶液，若又出現(xiàn)白色沉淀，則產物中有酸式鹽．若二者都出現(xiàn)，為二者混合物（可選的試劑為：氨水、NaOH溶液、稀硫酸、CaCl₂溶液）．

Answer 1

分析 含氫量最高的烴為CH₄，則甲為碳化物，溶液1為鈉鹽溶液，向溶液1中連續(xù)滴加鹽酸，先產生白色沉淀，后沉淀溶解，說明應含有Al元素，溶液1為NaAlO₂，氣體2為CO₂，沉淀b為Al（OH）₃，則甲為Al₄C₃，乙加熱生成液體a為H₂O，固體2加入鹽酸溶液變?yōu)樗{色，應生成氯化銅，固體2為CuO，固體1應為氧化物，溶液2中連續(xù)通入二氧化碳，也是先產生白色沉淀，后沉淀溶解，說明固體1含有BaO，且m（BaO）=23.3g-8g=15.3g，n（BaO）=$\frac{15.3g}{153g/mol}$=0.1mol，n（CuO）=$\frac{8g}{80g/mol}$=0.1mol，乙含有Cu、Ba、H、C、O元素，為BaCO₃•Cu（OH）₂或BaCu（OH）₂CO₃，以此解答該題．

解答 解：含氫量最高的烴為CH₄，則甲為碳化物，溶液1為鈉鹽溶液，向溶液1中連續(xù)滴加鹽酸，先產生白色沉淀，后沉淀溶解，說明應含有Al元素，溶液1為NaAlO₂，氣體2為CO₂，沉淀b為Al（OH）₃，則甲為Al₄C₃，乙加熱生成液體a為H₂O，固體2加入鹽酸溶液變?yōu)樗{色，應生成氯化銅，固體2為CuO，固體1應為氧化物，溶液2中連續(xù)通入二氧化碳，也是先產生白色沉淀，后沉淀溶解，說明固體1含有BaO，且m（BaO）=23.3g-8g=15.3g，n（BaO）=$\frac{15.3g}{153g/mol}$=0.1mol，n（CuO）=$\frac{8g}{80g/mol}$=0.1mol，乙含有Cu、Ba、H、C、O元素，為BaCO₃•Cu（OH）₂或BaCu（OH）₂CO₃，
（1）由以上分析可知甲為Al₄C₃，氣體1為甲烷，分子的空間構型是正四面體，故答案為：Al₄C₃；正四面體；
（2）乙含有Cu、Ba、H、C、O元素，為BaCO₃•Cu（OH）₂或BaCu（OH）₂CO₃，故答案為：BaCO₃•Cu（OH）₂或BaCu（OH）₂CO₃；
（3）加熱條件下，甲烷與氧化銅反應，可產生另外一種氣體和一種固體，該反應的化學方程式為4CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 4Cu+CO₂+2H₂O或8CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 4Cu₂O+CO₂+2H₂O或3CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu+CO+2H₂O  或  6CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu₂O+CO+2H₂O，
故答案為：4CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 4Cu+CO₂+2H₂O或8CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 4Cu₂O+CO₂+2H₂O或3CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu+CO+2H₂O  或  6CuO+CH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Cu₂O+CO+2H₂O；
（4）足量氣體2與溶液1反應的離子方程式為CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，檢驗產物是“正鹽”還是“酸式鹽”，可取反應后的溶液少許于試管中，滴加過量的CaCl₂溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，則產物中有正鹽；過濾后，向濾液中滴加NaOH溶液，若又出現(xiàn)白色沉淀，則產物中有酸式鹽．若二者都出現(xiàn)，為二者混合物，
故答案為：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；取反應后的溶液少許于試管中，滴加過量的CaCl₂溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，則產物中有正鹽；過濾后，向濾液中滴加NaOH溶液，若又出現(xiàn)白色沉淀，則產物中有酸式鹽．若二者都出現(xiàn)，為二者混合物．

點評 本題考查物質成分確定，為高頻考點，側重考查學生分析推斷能力，明確物質顏色、性質是解本題關鍵，難點是實驗方案設計，要根據(jù)物質性質結合實驗目的確定實驗設計，同時考查學生思維縝密性、實驗操作及實驗設計能力，題目難度中等．