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。

(已知Al(OH)₃具有两性，既可与强酸反应，又可与强碱反应Al(OH)₃+NaOH=Na[Al(OH)₄]、CO₃²-与Al³⁺或Fe³⁺在水溶液中不能共存，会相互反应产生相应氢氧化物沉淀及CO₂气体等)

（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，且相对分子质量最小的写在第一个空)；

（2）为了确定X，现将（1）中的两种物质记为A和B，含X的物质为记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HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解．则：X为_________；

A．SO₃^-    B．SO₄^2-    C．CH₃COO^-    D．SiO₃^2-

（3）向B的水溶液中逐滴加入盐酸且边加边振荡，发现基本没有气泡，原因是____________(用离子方程式表示)；

（4）将0.02mol的A与0.01mol的C同时溶解在足量的蒸馏水中，充分反应后，最终所得沉淀的质量为______(保留两位小数)。

（5）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_________；

（6）利用上述已经确定的物质，可以检验出D中的阳离子．请简述实验操作步骤、现象及结论_________；

Answer

（1）Na2CO3；Ba(OH)2（2）B（3）CO32-+H+=HCO3-（4）6.09g

（5）NO3- 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O（6）往D的溶液中逐渐加入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+．(或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液若产生了白色沉淀和无色无味的气体，则D中含有Al3+，E中含有Mg2+)

【解析】

试题分析：（1）因阳离子中Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+均不能与CO32-共存，所以CO32-只能与Na+结合成Na2CO3存在，又因Al3+、Mg2+、Fe3+均不能与OH-共存，所以OH-只能与Ba2+结合成Ba(OH)2存在，则必有Na2CO3、Ba(OH)2；（2）当C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体，很明显是Fe3+与CO32-发生双水解的现象，不难得出B为Na2CO3，A为Ba(OH)2，C中有Fe3+，又因C与A反应产生的白色沉淀不溶于稀HNO3，则C为Fe2(SO4)3，故答案为B；（3）B为碳酸钠溶液，滴加稀盐酸生成了NaHCO3，因此无气泡，离子反应为CO32-+H+=HCO3-；（4）0.02mol的Ba(OH)2与0.01mol的Fe2(SO4)3反应，即0.02mol Ba2+、0.04mol OH-、0.02mol Fe3+、0.03molSO42-，故生成0.02molBaSO4和0.04/3mol Fe(OH)3沉淀，计算得沉淀质量约为0.02mol×233g/mol+0.04/3mol×107g/mol=6.09g；（5）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，说明D中含有的阴离子应具有强氧化性，应为NO3-，反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；（6）D，E中的阳离子为Al3+、Mg2+，检验Al3+，可逐渐加入Ba(OH)2溶液直至过量，若先出现白色沉淀后又逐渐溶解，因Al3+易水解，也可加入Na2CO3溶液，若产生了白色沉淀和无色无味的气体；往D的溶液中逐渐加入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+．(或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液若产生了白色沉淀和无色无味的气体，则D中含有Al3+，E中含有Mg2+)。

【考点定位】考查离子反应与无机推断

【名师点晴】本题结合离子反应准确推断溶液间发生的反应是解题关键，具体分析：因阳离子中Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+均不能与CO32-共存，所以CO32-只能与Na+结合成Na2CO3存在，又因Al3+、Mg2+、Fe3+均不能与OH-共存，所以OH-只能与Ba2+结合成Ba(OH)2存在，由（2）可知，当C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体，很明显是Fe3+与CO32-发生双水解的现象，不难得出B为Na2CO3，A为Ba(OH)2，C中有Fe3+，又因C与A反应产生的白色沉淀不溶于稀HNO3，则C为Fe2(SO4)3，结合对应物质的性质以及题目要求可解答该题。