Question

对于甲、乙、丙、丁、戊五种溶液有如下信息：
①分别NH₄⁺、Na⁺、Al³⁺、Ba²⁺、Ag⁺和NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-、Br^-、CO₃^2-离子中的各一种组成（不重复）．
②其中甲、丙、戊三种溶液呈酸性，乙溶液呈碱性，
③甲、乙反应生成白色沉淀和气体，丁可分别与甲、乙、丙反应生成白色沉淀．
请回答下列问题：
（1）用化学式表示出各物质：乙

 

、丁

 

．
（2）请用离子方程式表示戊溶液呈酸性的原因：

 

．
（3）请用离子方程式表示甲与乙的反应：

 

．
（4）检验戊溶液中戊的阳离子的操作方法是

 

（5）若丙、丁形成的白色沉淀的溶度积常数K_sp=1.8×10^-20，则将1L 1mol/L的丙溶液与1L 1mol/L的丁溶液混合充分反应后，不考虑溶液混合时的微小体积变化，形成沉淀的阳离子的浓度约为

 

mol/L．

Answer 1

考点：无机物的推断,离子方程式的书写

专题：推断题,离子反应专题

分析：甲、丙、戊三种溶液呈酸性，乙溶液呈碱性，根据盐类水解原理可知，题中NH₄⁺、Al³⁺、Ag⁺为弱碱阳离子，Na⁺、Ba²⁺为强碱阳离子．Cl^-、Br^-、NO₃^-、SO₄^2-为强酸根离子，CO₃^2-为弱酸根离子，其中Ag⁺只能NO₃^-结合成AgNO₃溶液，因为Ag⁺与其它酸根离子都是形成难溶于水的沉淀．Ba²⁺不能SO₄^2-、CO₃^2-相结合，因为BaSO₄、BaCO₃ 都为白色沉淀．Ag⁺不能Cl^-、Br^-、SO₄^2-、CO₃^2-相结合，因为AgCl、Ag₂SO₄、Ag₂CO₃都为白色沉淀，AgBr为浅黄色沉淀．甲、乙反应生成白色沉淀和气体，则乙含有CO₃^2-，能与CO₃^2-共存的只有Na⁺，甲、丙、戊为强酸弱碱盐，水解呈酸性，乙为强碱弱酸盐，水解呈碱性，则乙为Na₂CO₃，甲、乙反应生成白色沉淀和气体，则应发生互促水解反应，说明甲中含有Al³⁺，而甲为强酸弱碱盐酸性溶液，酸根离子为Cl^-、Br^-、SO₄^2-中的一种，根据丁可分别与甲、乙、丙反应生成白色沉淀，乙为Na₂CO₃，因此丁中只能是阳离子与乙中CO₃^2-反应生成沉淀，丁中阳离子可能为Ag⁺、Ba²⁺中的一种．由题给信息可知丁呈中性，则含有Ba²⁺，应为BaCl₂，而甲溶液呈酸性，却与乙反应生成气体，则应为Al₂（SO₄）₃，丙溶液呈酸性，所以丙为AgNO₃，则戊应为NH₄Br，以此解答该题．

解答： 解：甲、丙、戊三种溶液呈酸性，乙溶液呈碱性，根据盐类水解原理可知，题中NH₄⁺、Al³⁺、Ag⁺为弱碱阳离子，Na⁺、Ba²⁺为强碱阳离子．Cl^-、Br^-、NO₃^-、SO₄^2-为强酸根离子，CO₃^2-为弱酸根离子，其中Ag⁺只能NO₃^-结合成AgNO₃溶液，因为Ag⁺与其它酸根离子都是形成难溶于水的沉淀．Ba²⁺不能SO₄^2-、CO₃^2-相结合，因为BaSO₄、BaCO₃ 都为白色沉淀．Ag⁺不能Cl^-、Br^-、SO₄^2-、CO₃^2-相结合，因为AgCl、Ag₂SO₄、Ag₂CO₃都为白色沉淀，AgBr为浅黄色沉淀，则乙含有CO₃^2-，能与CO₃^2-共存的只有Na⁺，甲、丙、戊为强酸弱碱盐，水解呈酸性，乙为强碱弱酸盐，水解呈碱性，则乙为Na₂CO₃，甲、乙反应生成白色沉淀和气体，则应发生互促水解反应，说明甲中含有Al³⁺，而甲为强酸弱碱盐酸性溶液，酸根离子为Cl^-、Br^-、SO₄^2-中的一种，根据丁可分别与甲、乙、丙反应生成白色沉淀，乙为Na₂CO₃，因此丁中只能是阳离子与乙中CO₃^2-反应生成沉淀，丁中阳离子可能为Ag⁺、Ba²⁺中的一种．由题给信息可知丁呈中性，则含有Ba²⁺，应为BaCl₂，而甲溶液呈酸性，却与乙反应生成气体，则应为Al₂（SO₄）₃，丙溶液呈酸性，所以丙为AgNO₃，则戊应为NH₄Br，
（1）由以上分析可知乙为Na₂CO₃，丁为BaCl₂，故答案为：Na₂CO₃；BaCl₂；
（2）戊为NH₄Br，为强酸弱碱盐，水解呈酸性，离子方程式为NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，
故答案为：NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺；
（3）甲为Al₂（SO₄）₃，乙为Na₂CO₃，甲和乙反应可生成白色沉淀和气体，根据反应物可推知沉淀为Al（OH）₃，气体为CO₂．发生双水解反应：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案为：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）戊为NH₄Br，可与氢氧化钠反应生成氨气，氨气为碱性气体，能使红色石蕊试纸变红，检验方法为为取少量戊溶液与试管中，加入NaOH溶液，微热，产生能使红色石蕊试纸变蓝的气体，证明戊中的阳离子为NH₄⁺，
故答案为：取少量戊溶液与试管中，加入NaOH溶液，微热，产生能使红色石蕊试纸变蓝的气体，证明戊中的阳离子为NH₄⁺；
（5）丙、丁形成的白色沉淀为AgCl，n（Cl^-）=2mol，n（Ag⁺）=1mol，反应后剩余1molCl^-，体积为2L，则c（Cl^-）=0.5mol/L，
所以c（Ag⁺）=

1.8×10-20

0.5

mol/L=3.6×10^-20 mol/L，
故答案为：3.6×10^-20 mol/L．

点评：本题考查无机物的推断，涉及盐类水解、双水解、离子方程式、离子反应等内容，侧重于学生的分析能力、计算能力的考查，题目中的信息是解题关键，如溶液、使紫色石蕊试液变红、溶液呈碱性、生成白色沉淀和气体等，同时前后联系，并挖掘出题中隐含信息，才能加深对试题的理解，题目难度中等．