Question

【題目】Ⅰ．飲水安全在人們生活中占有極為重要的地位，某研究小組提取三處被污染的水源進(jìn)行了分析，給出了如下實(shí)驗(yàn)信息：其中一處被污染的水源含有A、B兩種物質(zhì)，一處含有C、D兩種物質(zhì)，一處含有E物質(zhì)。A、B、C、D、E五種常見(jiàn)化合物都是由下表中的離子形成：

陽(yáng)離子	K＋ Na＋ Cu2＋ Al3＋
陰離子	SO42－ HCO3－ NO3－ OH－

為了鑒別上述化合物，分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果如下所示：

①將它們?nèi)苡谒�后�?/span>D為藍(lán)色溶液，其他均為無(wú)色溶液；②將E溶液滴入到C溶液中出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加，沉淀溶解；③進(jìn)行焰色反應(yīng)，只有B、C為紫色(透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃片)；④在各溶液中加入硝酸鋇溶液，再加過(guò)量稀硝酸，A中放出無(wú)色氣體，C、D中產(chǎn)生白色沉淀；⑤將B、D兩溶液混合，未見(jiàn)沉淀或氣體生成。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)填空：

（1）將含1 mol A的溶液與含1 mol E的溶液反應(yīng)后蒸干，僅得到一種化合物，該化合物為____________。

（2）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)②發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： 。

（3）C常用作凈水劑，用離子方程式表示其凈水原理： 。

Ⅱ．某強(qiáng)酸性溶液X可能含有A13+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、C1-中的若干種，取該溶液進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程及產(chǎn)物如下：

根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題：

（1）上述離子中，溶液X中除H+外還肯定含有的離子有_____________肯定不存在的離子是_________________

（2）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)不能確定是否含有的離子（若不止一種，可任選一種）的存在:____________________。

（3）寫(xiě)出反應(yīng)①的離子方程式：________________。

（4）假設(shè)測(cè)定A、F、I均為0．1mol，100mL X溶液中n（H+）=0．4mol，當(dāng)沉淀C的物質(zhì)的量大于0．7mol時(shí)，溶液X中還一定含有____________．

Answer 1

【答案】

Ⅰ．（1）Na2CO3；

（2）Al3++3OH-═Al（OH）3↓、Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O；

（3）Al3++3H2OAl（OH）3（膠體）+3H+；

Ⅱ．（1）Al3+、NH4+、Fe2+、SO42-；CO32-、SO32-

（2）取少量X溶液于試管中，加入幾滴KSCN溶液，若溶液變紅色則說(shuō)明有Fe3＋，反之則無(wú)Fe3＋

（或取少量B溶液于試管中，加入幾滴AgNO3溶液，若有白色沉淀則說(shuō)明有Cl－,反之則無(wú)Cl－）

（或取少量X溶液于試管中，滴加Ba(NO3)2溶液至不再產(chǎn)生沉淀，再取上層清液于另一試管向其中滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀則說(shuō)明有Cl－,反之則無(wú)Cl－）

（3）3Fe2+ + 4H++ NO3—=3Fe3++NO↑+2H2O 、Ba2++SO42- =BaSO4↓；

（4）Fe3＋

【解析】

試題分析：Ⅰ．①將它們?nèi)苡谒�后�?/span>D為藍(lán)色溶液，其他均為無(wú)色溶液，則D中含有Cu2+離子；

②將E溶液滴入到C溶液中，出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加沉淀溶解，則C中含有Al3+離子，E中含有OH-離子；

③進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，只有B、C為紫色，則B、C含有K+離子，結(jié)合離子共存，所以E是NaOH；

④在各溶液中加入Ba（NO3）2溶液，再加入過(guò)量稀硝酸，A中放出無(wú)色氣體，則A中含有HCO3-離子，C、D中產(chǎn)生白色沉淀，則C、D中含有SO42-離子，所以D是CuSO4，C是KAl（SO4）2，A是NaHCO3；

⑤將B、D兩溶液混合，未見(jiàn)沉淀或氣體生成，則B是KNO3。

（1）A是NaHCO3，E是NaOH，1mol A的溶液與含1mol E的溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，蒸干過(guò)程中碳酸鈉水解得到碳酸氫鈉與氫氧化鈉，最終二者又反應(yīng)得到Na2CO3，故答案為：Na2CO3 ；

（2）實(shí)驗(yàn)②發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Al3++3OH-═Al（OH）3↓、Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O，故答案為：Al3++3OH-═Al（OH）3↓、Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O；

（3）C中含有鋁離子，鋁離子易水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有吸附性，能吸附水 中的懸浮物而凈水，水解反應(yīng)方程式為：Al3++3H2OAl（OH）3（膠體）+3H+，故答案為：Al3++3H2OAl（OH）3（膠體）+3H+；

Ⅱ．（1）在強(qiáng)酸性溶液中一定不會(huì)存在CO32-和SO32-離子，加入過(guò)量硝酸鋇生成沉淀，則該沉淀為BaSO4沉淀，說(shuō)明溶液中含有SO42-離子，生成氣體A，A連續(xù)氧化生成D和E，則A為NO，D為NO2，E為HNO3，說(shuō)明溶液中含有還原性離子，一定為Fe2+離子，溶液B中加入過(guò)量NaOH溶液，生成氣體F，則F為NH3，說(shuō)明溶液中含有NH4+離子，溶液H中溶于CO2氣體，生成沉淀I，則I為Al（OH）3，H為NaOH和NaAlO2，說(shuō)明溶液中含有Al3+離子，溶液中含有Fe2+離子，就一定不含NO3-離子，含有SO42-離子就一定不含Ba2+離子，不能確定是否含有的離子Fe3+和Cl-，一定不含有CO32-、SO32-；故答案為：Al3+、NH4+、Fe2+、SO42-；CO32-、SO32-；

（2）不能確定是否含有的離子Fe3+和Cl-，取少量X溶液放在試管中，加入幾滴KSCN，溶液變紅色說(shuō)明有Fe3+，反之則無(wú)Fe3+； 或者取少量B溶液放在試管中，加入幾滴AgNO3溶液，白色沉淀說(shuō)明有Cl-，反之則無(wú)Cl-；故答案為：取少量X溶液放在試管中，加入幾滴KSCN，溶液變紅色說(shuō)明有Fe3+，反之則無(wú)Fe3+； 或者取少量B溶液放在試管中，加入幾滴AgNO3溶液，白色沉淀說(shuō)明有Cl-，反之則無(wú)Cl-；

（3）Fe2+離子被氧化為Fe3+離子，反應(yīng)的離子方程式為3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，故答案為：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；

（4）A、F、I均為0.1mol，100mLX溶液中n（H+）=0.4mol，根據(jù)反應(yīng)3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，可知亞鐵離子為0.3mol，根據(jù)溶液電中性可知：n（H+）+2n（Fe2+）+3n（Al3+）+n（NH4+）=2n（SO42-），n（SO42-）==0.7mol，當(dāng)沉淀C物質(zhì)的量＞0.7mol時(shí)一定含有Fe3+離子，反之，含有Cl-離子，故答案為：Fe3+。