Question

現(xiàn)有五種可溶性物質(zhì)A、B、C、D、E，它們所含的陰、陽(yáng)離子互不相同，分別含有五種陽(yáng)離子K⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、A1³⁺和五種陰離子Cl^-、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-、X中的一種．
（1）某同學(xué)通過(guò)比較分析，認(rèn)為無(wú)須檢驗(yàn)就可判斷五種物質(zhì)中肯定有的兩種物質(zhì)是

 

和

 

．
（2）物質(zhì)C中含有離子X(jué)．為了確定X，現(xiàn)將（1）中的兩種物質(zhì)記為A和B，當(dāng)C與A的溶液混合時(shí)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，向該沉淀中滴入足量稀HNO₃，沉淀部分溶解，剩余白色固體．則X為

 

（填字母）．
A．Br^-    B．SO₄^2-C．CH₃COO^-D．HCO₃^-
（3）將19.2g Cu投入裝有足量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)，寫(xiě)出Cu溶解的離子方程式

 

，若要將Cu完全溶解，至少應(yīng)加入H₂SO₄的物質(zhì)的量是

 

．
（4）若用惰性電極電解C和D的混合溶液，若溶質(zhì)的物質(zhì)的量均為0.1mol，通電后，當(dāng)在陰極產(chǎn)生氣體1.12L時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體體積為

 

L．（氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況，且不考慮氣體在水中的溶解）
（5）將E溶液蒸干后并將所得固體灼燒，最終得到的固體成分是（填化學(xué)式）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：離子共存問(wèn)題,常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法,電解原理

專(zhuān)題：離子反應(yīng)專(zhuān)題,電化學(xué)專(zhuān)題

分析：因陽(yáng)離子中Al³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺均不能與CO₃^2-共存，所以CO₃^2-只能與K⁺結(jié)合成Na₂CO₃存在，又因Al³⁺、Cu²⁺、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(dāng)C與A的溶液混合時(shí)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，向該沉淀中滴入足量稀HNO₃，沉淀部分溶解，剩余白色固體，不難得出B為K₂CO₃，A為Ba（OH）₂，C中有Cu²⁺，又因C與A反應(yīng)產(chǎn)生的白色沉淀不溶于稀HNO₃，則C為CuSO₄，酸性條件下D能和銅反應(yīng)，說(shuō)明D中含有硝酸根離子，則E中含有Cl^-，
結(jié)合對(duì)應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)以及題目要求可解答該題．

解答： 解：因陽(yáng)離子中Al³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺均不能與CO₃^2-共存，所以CO₃^2-只能與K⁺結(jié)合成Na₂CO₃存在，又因Al³⁺、Cu²⁺、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(dāng)C與A的溶液混合時(shí)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，向該沉淀中滴入足量稀HNO₃，沉淀部分溶解，剩余白色固體，不難得出B為K₂CO₃，A為Ba（OH）₂，C中有Cu²⁺，又因C與A反應(yīng)產(chǎn)生的白色沉淀不溶于稀HNO₃，則C為CuSO₄，酸性條件下D能和銅反應(yīng)，說(shuō)明D中含有硝酸根離子，則E中含有Cl^-，
（1）CO₃^2-與Al³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺不能大量共存，OH^-與Al³⁺、Cu²⁺、Fe³⁺不能大量共存，由于所含陰、陽(yáng)離子互不相同，所以對(duì)應(yīng)的物質(zhì)應(yīng)為K₂CO₃和Ba（OH）₂，
故答案為：K₂CO₃； Ba（OH）₂；
（2）當(dāng)C與A的溶液混合時(shí)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，向該沉淀中滴入足量稀HNO₃，沉淀部分溶解，剩余白色固體，不難得出B為K₂CO₃，A為Ba（OH）₂，C中有Cu²⁺，又因C與A反應(yīng)產(chǎn)生的白色沉淀不溶于稀HNO₃，則C為CuSO₄，HCO₃^-
與Cu²⁺不能共存，CH₃COO^-、Br^-不可能生成鋇鹽沉淀，則X只能為SO₄^2-，
故答案為：B；
 （3）根據(jù)以上推斷可知D中含有NO₃^-，已知將19.2gCu投入裝有足量D溶液的試管中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐漸溶解，發(fā)生的反應(yīng)為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
則n（Cu）=mM=

19.2g

64g/mol

=0.3mol，
有方程可知

3

8

=

0.3mol

n(H+)

，
所以n（H⁺）=0.8mol，
所以n（H₂SO₄）=12n（H⁺）=0.4mol，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；0.4mol；
（4）C為CuSO₄，D中含有硝酸根離子，二者混合溶液電解，陽(yáng)極上氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電后氫離子放電，陰極上銅離子放電轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.1mol×2=0.2mol，生成氫氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=

1.12L

22.4L/mol

×2=0.1mol，串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，所以陽(yáng)極上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol+0.1mol=0.3mol，陽(yáng)極上生成氧氣體積=

0.3mol

4

×22.4L/mol=1.68L，
故答案為：1.68；
（5）如果D是硝酸鐵，（4）中銅在沒(méi)有加稀硫酸之前能溶解，實(shí)際上銅沒(méi)有溶解，則D是Al（NO₃）₃，所以E是FeCl₃，加熱蒸發(fā)氯化鐵溶液時(shí)，氯化鐵水解，升高溫度促進(jìn)HCl揮發(fā)，則蒸干時(shí)得到的固體是Fe（OH）₃，灼燒氫氧化鐵時(shí)，氫氧化鐵分解得到Fe₂O₃，
故答案為：Fe₂O₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了離子共存，涉及電解原理、鹽類(lèi)水解、物質(zhì)的量的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)題給信息推斷物質(zhì)，再結(jié)合離子放電順序、鹽類(lèi)水解特點(diǎn)及物質(zhì)間的反應(yīng)來(lái)分析解答，注意（4）中電解時(shí)，銅離子先放電、氫離子后放電，為易錯(cuò)點(diǎn)．