Question

现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种阳离子Na⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和五种阴离子Cl^-、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-、X中的一种．
（1）一同学通过比较分析，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质．它们分别是

 

、

 

 

（填化学式），若将这两种物质的溶液混合时发生的离子反应方程式为

 

．
（2）为了确定X，现将（1）中的两种物质记为A和B．当C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体；当C与A的溶液混合时产生二种沉淀，向该沉淀中滴入足量的稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀．
①X为

 

（填序号）
A．SO₃^2-   B．CH₃COO^- C．SO₄^2-D．SiO₃^2-
②120mL含有0.20mol  B的溶液和200mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是

 

A．2.0mol/L     B．1.5mol/L      C．1.8mol/L    D．0.24mol/L
（3）利用上述已经确定的一种物质，可以检验出D、E中的阳离子．请简述实验操作步骤、现象及结论

 

．

Answer 1

考点：常见阳离子的检验,常见阴离子的检验

专题：物质检验鉴别题

分析：（1）根据离子之间结合生成沉淀，不能共存，确定含有的两种物质，然后写出反应的离子方程式；
（2）①C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体，沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳；C与A的溶液混合时产生混合物沉淀，向该沉淀中滴入稀盐酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，则B为Na₂CO₃，A为Ba（OH）₂，C为硫酸铁，另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝；
②根据碳酸钠滴入盐酸中的反应及盐酸滴入碳酸钠中的反应，结合都有气体产生，但最终生成的气体体积不同来找出盐酸与碳酸钠的物质的量的关系，根据盐酸的浓度范围值来确定答案；
（3）D中含有NO₃^-，则E中含有Cl^-，剩余Al³⁺、Mg²⁺，利用氢氧化铝溶液强碱的性质检验．

解答： 解：（1）因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺和OH^-反应生成沉淀，Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和CO₃^2-反应，则不能共存，所以一定存在的物质为Na₂CO₃和Ba（OH）₂，
故答案为：Na₂CO₃；Ba（OH）₂；Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；
（2）①根据C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体，可知沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳，则B为Na₂CO₃，A为Ba（OH）₂；C与A的溶液混合时产生混合物沉淀，向该沉淀中滴入稀盐酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，则C为硫酸铁，另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝，因C为Fe₂（SO₄）₃，则阴离子有SO₄^2-，则X为SO₄^2-，所以C正确，
故答案为：C；
②B为Na₂CO₃，当碳酸钠滴入盐酸中时发生反应：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑，
当盐酸滴入碳酸钠溶液时，反应顺序为：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-、HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑，则HCl的物质的量应大于Na₂CO₃的物质的量，
又因为最终生成的气体体积不同，则HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂不能全部完成，即HCl的物质的量比Na₂CO₃的物质的量的二倍少，
碳酸钠的物质的量为0.2mol，则HCl的物质的量应介于0.2mol～0.4mol之间，
盐酸的体积为：200mL=0.2L，
则盐酸的浓度应该是大于1mol/L，小于2mol/L，所以BC正确，
故答案为：BC；
（3）根据以上分析可知，D中含有NO₃^-，则E中含有Cl^-，剩余Al³⁺、Mg²⁺，Al（OH）₃能溶于过量Ba（OH）₂溶液，检验方案为：取少量D的溶液与试管中，逐渐进入Ba（OH）₂溶液至过量，先出现白色沉淀后溶解，则D中含有Al³⁺，若生成的白色沉淀不溶解，则D中含有Mg²⁺，
故答案为：取少量D的溶液于试管中，往其中逐渐加入Ba（OH）₂溶液直至过量，若先出现白色沉淀后又逐渐溶解，则D中含有Al³⁺，E中含有Mg²⁺（或取少量D的溶液于试管中，往其中逐渐加入过量Na₂CO₃溶液，若出现白色沉淀和无色气体，则D中含有Al³⁺，E中含有Mg²⁺）．

点评：本题考查离子推断、实验方案设计等，是对所学知识的综合考查，题目难度较大，综合度较高，旨在考查学生的推断能力与方案设计能力，注意掌握常见离子的性质及检验方法，能够根据反应现象进行推断相应离子．