Question

A、B、C、D分别为A、B、C、D分别为NH₄HSO₄、Ba（OH）₂、AlCl₃、Na₂CO₃4种物质中的1种，溶于水均完全电离，现进行如下实验：
①足量A溶液与B溶液混合共热可生成沉淀甲和刺激性气味气体；
②少量A溶液与C溶液混合可生成沉淀乙；
③A溶液与B溶液均可溶解沉淀乙，但都不能溶解沉淀甲．
请回答：
（1）A的化学式为

 

；室温时，将pH相等的A溶液与D溶液分别稀释10倍，pH分别变为a和b，则a

 

b（填“＞”“=”或“＜”）．
（2）加热蒸干C溶液并灼烧，最后所得固体为

 

（填化学式）．
（3）C溶液与D溶液反应的离子方程式为

 

．
（4）向B溶液中逐滴加入等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液，滴加过程中水的电离平衡将

 

（填“正向”“不”或“逆向”）移动；最终所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为

 

．
（5）已知沉淀甲的K_sp=x．将0.03 mol?L^-1的A溶液与0.01mol?L^-1的B溶液等体积混合，混合溶液中酸根离子的浓度为

 

（用含x的代数式表示，混合后溶液体积变化忽略不计）．

Answer 1

考点：几组未知物的检验

专题：物质检验鉴别题

分析：①有刺激性气味的气体为氨气，A或B中含有铵离子；
根据②、③，A与C生成了沉淀乙，A能够与沉淀乙继续反应，沉淀乙溶解，证明沉淀乙为氢氧化铝，A中含有氢氧根离子，则B中含有铵离子，能够与氢氧根离子结合，反应后生成沉淀的只有钡离子，所以A为氢氧化钡；B能够溶解氢氧化铝沉淀，B中一定含有氢离子，且能够完全电离出氢离子，所以B为硫酸氢铵；根据③可知C中含有铝离子，则C为氯化铝，D为碳酸钠；
（1）根据以上分析完成A的化学式；根据氢氧化钡溶液稀释后溶液中氢氧根离子的物质的量不会增加，而碳酸钠溶液稀释后，促进了碳酸根离子水解，氢氧根离子的物质的量增大判断；
（2）氯化铝中氯离子水解生成氢氧化铝与盐酸，盐酸具有挥发性，蒸干并灼烧得到氧化铝；
（3）写出碳酸钠溶液与氯化铝溶液反应的离子方程式；
（3）B为硫酸氢铵，溶液中铵离子存在水解平衡，加入氢氧化钠后，溶液中氢离子浓度减小，铵离子水解程度增大，水解平衡向着正向移动，水的电离程度也增大；根据反应后生成了等物质的量的硫酸铵和硫酸钠分析溶液离子浓度大小．

解答： 解：①有刺激性气味的气体为氨气，A或B中含有铵离子；
根据②、③，A与C生成了沉淀乙，A能够与沉淀乙继续反应，沉淀乙溶解，证明沉淀乙为氢氧化铝，A中含有氢氧根离子，则B中含有铵离子，能够与氢氧根离子结合，反应后生成沉淀的只有钡离子，所以A为氢氧化钡；B能够溶解氢氧化铝沉淀，B中一定含有氢离子，且能够完全电离出氢离子，所以B为硫酸氢铵；根据③可知C中含有铝离子，则C为氯化铝，D为碳酸钠；
依据分析可知：A为氢氧化钡、B为硫酸氢铵、C为氯化铝、D为碳酸钠，
（1）A为氢氧化钡，其化学式为：Ba（OH）₂；碳酸钠溶液中碳酸根离子存在电离平衡，稀释后碳酸根离子水解程度增大，溶液中氢氧根离子物质的量增加，氢氧化钡溶液和碳酸钠溶液的pH相等，稀释后氢氧化钡溶液中氢氧根离子物质的量基本不变，所以稀释后氢氧化钡溶液中氢氧根离子浓度小于碳酸钠溶液中氢氧根离子浓度，溶液的pH：a＜b，故答案为：Ba（OH）₂；＜；
（2）Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3HCl；加热蒸干过程中，HCl挥发，促进了氯化铝的水解，故蒸干并灼烧2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，故答案为：Al₂O₃；
（3）氯化铝溶液中铝离子与碳酸钠溶液中的碳酸根离子发生双水解，反应的离子方程式为：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案为：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）B为NH₄HSO₄，向NH₄HSO₄溶液中逐滴加入等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液，由于溶液中氢离子浓度减小，铵离子的水解程度增大，铵离子水解平衡向着正向移动，铵离子结合的水电离的氢氧根离子物质的量增大，水的电离程度增大，水的电离平衡向着正向移动；反应后生成了等物质的量的硫酸钠和硫酸铵，铵离子在溶液中水解，溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，所以反应后溶液中离子浓度大小关系为：c（Na⁺）=c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：正向；c（Na⁺）=c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（5）淀甲为硫酸钡，硫酸钡的K_sp=x；将0.03mol．L^-1的Ba（OH）₂溶液与0.01mol?L^-1的NH₄HSO₄溶液等体积混合，设溶液体积为V，反应后溶液中钡离子浓度为：

0.03mol/L×V-0.01mol/L×V

2V

=0.01mol/L，根据溶度积表达式可知，溶液中硫酸根离子的浓度为：

x

0.01

mol/L=100xmol/L，
故答案为：100x mol/L．

点评：本题考查了常见离子的检验方法、难溶电解质的电离平衡，题目难度中等，注意掌握常见的离子检验方法，该题是高考中的高频题，侧重对学生基础知识的训练和检验，有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力．