Question

现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含阴、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^-、、、X中的一种．
（1）某同学通过比较分析，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是______和______（填化学式）．
（2）为了确定X，现将（1）中的两种物质记为A和B．含X的物质记为C．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的溶液混合时产生棕黄色沉淀，向该沉淀中滴入稀硝酸时沉淀部分溶解，最后有白色沉淀剩余．则X为______（填序号）．
A.
B.
C.
D.
（3）将Cu投入到装有D溶液的试管中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现．则物质D一定含有上述离子中的______（填相应的离子符号）．有关反应的离子方程式为______．
（4）利用上述已经确定的物质，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）CO32-与Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+不能大量共存，OH-与Al3+、Mg2+、Fe3+不能大量共存；
（2）将 （1）中的两种物质记为A、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，红褐色沉淀为Fe（OH）3，气体为CO2，应发生的是互促水解反应：2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑，则B为Na2CO3，A为Ba（OH）2，C中含有Fe3+；
当C与A的溶液混合时产生沉淀，向该沉淀中滴入过量稀HNO3，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，说明生成BaSO4沉淀，则C为Fe2（SO4）3，以此解答该题；
（3）将Cu投入D溶液中，Cu不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，该气体为NO2，说明D中含有NO3-；
（4）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．
【解析】
（1）CO32-与Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+不能大量共存，OH-与Al3+、Mg2+、Fe3+不能大量共存，由于所含阴、阳离子互不相同，所以对应的物质应为Na2CO3和Ba（OH）2，
故答案为：Na2CO3； Ba（OH）2；
（2）将 （1）中的两种物质记为A、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，红褐色沉淀为Fe（OH）3，气体为CO2，应发生的是互促水解反应：2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑，则B为Na2CO3，A为Ba（OH）2．C中含有Fe3+，当C与A的溶液混合时产生沉淀，向该沉淀中滴入过量稀HNO3，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，说明生成BaSO4沉淀，则C为Fe2（SO4）3，SO32-、SiO32-与Fe3+不能共存，CH3COO-不可能生成钡盐沉淀，则X只能为SO42-，
故答案为：B；
（3）将Cu投入D溶液中，Cu不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，该气体为NO2，说明D中含有NO3-，反应离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2+2NO↑+4H2O，
故答案为：NO3-；3Cu+8H++2NO3-=3Cu2+2NO↑+4H2O；
（4）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+．