Question

現有五種可溶性物質A、B、C、D、E，它們所含的陰、陽離子互不相同，分別含有五種陽離子Na⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和五種陰離子Cl^-、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-、X中的一種．
（1）某同學通過分析比較，認為無需檢驗就可判斷其中必有的兩種物質是

Na₂CO₃

和

Ba（OH）₂

（填化學式）．
（2）為了確定X，現將（1）中的兩種物質記為A和B，當C與B的溶液混合時，產生紅褐色沉淀和無色無味氣體；當C與A的溶液混合時產生混合物沉淀，向該沉淀中滴入稀鹽酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解．則：
①X為

B

（填序號）．
A．SO₃^2-    B．SO₄^2-C．CH₃COO^-     D．SiO₃^2-
②A中的化學鍵類型為

離子鍵和共價鍵

．
③將0.02mol的A與0.01mol的C同時溶解在足量的蒸餾水中，充分反應后，最終所得沉淀的質量為

6.1g

（精確到0.1g）．
④利用上述已經確定的物質，可以檢驗出D、E中的陽離子．請簡述實驗操作步驟、現象及結論

取少量D的溶液與試管中，逐漸進入Ba（OH）₂溶液至過量，先出現白色沉淀后溶解，則D中含有Al³⁺，若生成的白色沉淀不溶解，則D中含有Mg²⁺

．

Answer 1

分析：（1）根據離子之間結合生成沉淀，不能共存，確定含有的兩種物質；
（2）①C與B的溶液混合時，產生紅褐色沉淀和無色無味氣體，沉淀為氫氧化鐵、氣體為二氧化碳；C與A的溶液混合時產生混合物沉淀，向該沉淀中滴入稀鹽酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂，C為硫酸鐵，另兩種物質為氯化鋁、硝酸鎂或氯化鎂、硝酸鋁；
②A為氫氧化鋇，根據氫氧化鋇的化學式判斷含有的化學鍵類型；
③已知C為Fe₂（SO₄）₃，A為Ba（OH）₂，將0.02molA與0.01molC同時溶解在足量的蒸餾水中，反應生成碳酸鋇沉淀和氫氧化鐵沉淀，根據反應方程中的關系求出沉淀的量；
④D中含有NO₃^-，則E中含有Cl^-，剩余Al³⁺、Mg²⁺，利用氫氧化鋁溶液強堿的性質檢驗．

解答：解：（1）因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺和OH^-反應生成沉淀，Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和CO₃^2-反應，則不能共存，所以一定存在的物質為Na₂CO₃和Ba（OH）₂，
故答案為：Na₂CO₃；Ba（OH）₂；
（2）①根據C與B的溶液混合時，產生紅褐色沉淀和無色無味氣體，可知沉淀為氫氧化鐵、氣體為二氧化碳，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂；C與A的溶液混合時產生混合物沉淀，向該沉淀中滴入稀鹽酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，則C為硫酸鐵，另兩種物質為氯化鋁、硝酸鎂或氯化鎂、硝酸鋁，因C為Fe₂（SO₄）₃，則陰離子有SO₄^2-，則X為SO₄^2-，
故選B；
②根據以上分析可知A為氫氧化鋇，氫氧化鋇中的氫氧根中含H-O共價鍵，鋇離子與氫氧根離子之間形成了離子鍵，所以氫氧化鋇中的化學鍵為離子鍵和共價鍵，
故答案為：離子鍵和共價鍵；
③已知C為Fe₂（SO₄）₃，A為Ba（OH）₂，將0.02molA與0.01molC同時溶解在足量的蒸餾水中，反應生成碳酸鋇沉淀和氫氧化鐵沉淀，Fe₂（SO₄）₃+3Ba（OH）₂═2Fe（OH）₃↓+3BaSO₄↓，根據方程式可知，硫酸鐵過量，按照Ba（OH）₂計算，
則n（BaSO₄）=0.02mol，n（Fe（OH）₃）=

2

3

×0.02mol，
所以沉淀的質量為m（BaSO₄）+m（Fe（OH）₃）=0.02mol×233g/mol+

2

3

×0.02mol×107g/mol=6.1g，
故答案為：6.1g；
④D中含有NO₃^-，則E中含有Cl^-，剩余Al³⁺、Mg²⁺，Al（OH）₃能溶于過量Ba（OH）₂溶液，檢驗方案為：取少量D的溶液與試管中，逐漸進入Ba（OH）₂溶液至過量，先出現白色沉淀后溶解，則D中含有Al³⁺，若生成的白色沉淀不溶解，則D中含有Mg²⁺，
故答案為：取少量D的溶液與試管中，逐漸進入Ba（OH）₂溶液至過量，先出現白色沉淀后溶解，則D中含有Al³⁺，若生成的白色沉淀不溶解，則D中含有Mg²⁺．

點評：本題考查離子推斷、實驗方案設計等，是對所學知識的綜合考查，題目難度較大，綜合度較高，旨在考查學生的推斷能力與方案設計能力，注意根據反應現象進行推斷．