Question

9．5種固體物質A、B、C、D、E由表中不同的陰陽離子組成，它們均易溶于水．

陽離子	Na+	Al3+	Fe3+	Cu2+	Ba2+
陰離子	OH-	Cl-	CO32-	NO3-	SO42-

分別取它們的水溶液進行實驗，結果如下：
①A溶液與C溶液混合后產生藍色沉淀，向該沉淀中加入足量稀HNO₃，沉淀部分溶解，剩余白色固體；
②B溶液與E溶液混合后產生紅褐色沉淀，同時產生大量氣體；
③少量C溶液與D溶液混合后產生白色沉淀，過量C溶液與D溶液混合后無現象；
④B溶液與D溶液混合后無現象；
⑤將38.4g Cu片投入裝有足量D溶液的試管中，Cu片不溶解，再滴加1.6mol•L^-1稀H₂SO₄，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現．
（1）據此推斷A、C的化學式為：ACuSO₄；CBa（OH）₂．
（2）寫出步驟②中發(fā)生反應的離子方程式2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑．
（3）D溶液中滴入石蕊試液，現象是溶液由無色變成紅色，原因是Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺（用離子方程式說明）．
（4）步驟⑤中若要將Cu片完全溶解，至少加入稀H₂SO₄的體積是500mL．

Answer 1

分析 5種固體物質A、B、C、D、E由表中不同的陰陽離子組成，它們均易溶于水，由離子共存可知，一定含有：Na₂CO₃、Ba（OH）₂，
①A溶液與C溶液混合后產生藍色沉淀，向該沉淀中加入足量稀HNO₃，沉淀部分溶解，剩余白色固體，說明生成氫氧化銅與硫酸鋇，故A、C分別為Ba（OH）₂、CuSO₄中的一種；
②B溶液與E溶液混合后產生紅褐色沉淀，同時產生大量氣體，說明生成氫氧化鐵與二氧化碳，應碳酸鈉與鐵鹽發(fā)生雙水解反應，B、E分別為Na₂CO₃、鐵鹽中的一種；
③少量C溶液與D溶液混合后產生白色沉淀，過量C溶液與D溶液混合后無現象，結合①可知，C為Ba（OH）₂、D為鋁鹽，故A為CuSO₄；
④B溶液與D溶液混合后無現象，結合②可知，B為鐵鹽，E為Na₂CO₃，
⑤將38.4g Cu片投入裝有足量D溶液的試管中，Cu片不溶解，再滴加1.6mol•L^-1稀H₂SO₄，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現，D含有NO₃^-，結合③可知D為Al（NO₃）₃，
綜上所述，可知B中含有Cl^-，故B為FeCl₃，據此解答．

解答 解：5種固體物質A、B、C、D、E由表中不同的陰陽離子組成，它們均易溶于水，由離子共存可知，一定含有：Na₂CO₃、Ba（OH）₂，
①A溶液與C溶液混合后產生藍色沉淀，向該沉淀中加入足量稀HNO₃，沉淀部分溶解，剩余白色固體，說明生成氫氧化銅與硫酸鋇，故A、C分別為Ba（OH）₂、CuSO₄中的一種；
②B溶液與E溶液混合后產生紅褐色沉淀，同時產生大量氣體，說明生成氫氧化鐵與二氧化碳，應碳酸鈉與鐵鹽發(fā)生雙水解反應，B、E分別為Na₂CO₃、鐵鹽中的一種；
③少量C溶液與D溶液混合后產生白色沉淀，過量C溶液與D溶液混合后無現象，結合①可知，C為Ba（OH）₂、D為鋁鹽，故A為CuSO₄；
④B溶液與D溶液混合后無現象，結合②可知，B為鐵鹽，E為Na₂CO₃，
⑤將38.4g Cu片投入裝有足量D溶液的試管中，Cu片不溶解，再滴加1.6mol•L^-1稀H₂SO₄，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現，D含有NO₃^-，結合③可知D為Al（NO₃）₃，
綜上所述，可知B中含有Cl^-，故B為FeCl₃，
（1）此推斷A、C的化學式為CuSO₄、Ba（OH）₂ ，故答案為：CuSO₄；Ba（OH）₂；
（2）步驟②，E為Na₂CO₃溶液，B為FeCl₃溶液，二者發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鐵沉淀和二氧化碳，則其反應方程式為：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
故答案為：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
（3）D為Al（NO₃）₃溶液，鋁鹽溶液顯酸性，因為鋁離子水解生成氫離子，即 Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，所以向溶液中滴入石蕊試液，溶液會由無色變成紅色；
故答案為：由無色變成紅色； Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（4）38.4 g Cu的物質的量為：$\frac{38.4g}{64g/mol}$=0.6mol，步驟⑤中發(fā)生的離子反應方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO+4H₂O，若要將Cu片完全溶解，需要氫離子的物質的量為1.6mol，故至少加入稀H₂SO₄的體積設為V，即1.6mol/L×V×2=1.6mol，解V=500mL，
故答案為：500．

點評 本題考查了離子性質和離子共存的分析判斷，題目綜合性較強，涉及無機物推斷、離子檢驗、離子共存、物質溶解度比較，需要學生熟練掌握基礎知識，有利于考查學生的推理能力，難度中等．