Question

现有A、B、C、D、E、F六种化合物，其阴阳离子均不同．已知它们的阳离子是K⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Ba²⁺、Fe²⁺、Al³⁺，阴离子是Cl^-、OH^-、CH₃COO^-、NO₃^-、SO₄^2-、CO₃^2-，将它们分别配成溶液进行如下实验：
①测得溶液A、C、E呈碱性，且碱性为A＞E＞C；
②向B溶液中滴加稀氨水，先出现沉淀，持续滴加氨水，沉淀消失；
③向D溶液中滴加Ba（NO₃）₂溶液，无明显现象；
④向F溶液中滴加氨水，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色．
依据上述实验现象，回答下列问题：
（1）实验④中的离子方程式是

 

、

 

；
（2）E溶液是

 

，判别依据是

 

；
（3）向20mL2mol/LD溶液中加入30mlA溶液，充分反应后得到0.78克沉淀，则A溶液的物质的量浓度可能是

 

或

 

mol/L
（4）E的水溶液呈碱性的原因是（用离子方程式表示）

 

．②已知25℃时，Na₂CO₃溶液的水解常数为K_b=2×10^-4mol/L，则当溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1时，试求溶液的pH=

 

．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：

分析：①测得溶液A、C、E呈碱性，三种溶液为碱液或水解呈碱性的溶液，且碱性为A＞E＞C，则A为碱，溶液中含有大量的OH^-离子，OH^-离子与Ag⁺，Ca²⁺，Fe²⁺，Al³⁺等离子不能大量共存，故A只能为Ba（OH）₂，根据越弱越水解，E应为碳酸盐，根据离子共存，只能为K₂CO₃，C为醋酸盐；
②向B溶液中滴加稀氨水，先出现沉淀，继续滴加氨水，沉淀消失，则B中含有银离子，应为硝酸银溶液，加入氨水发生的反应为AgNO₃+NH₃?H₂O=AgOH↓+NH₄NO₃、AgOH+2NH₃?H₂O=Ag（NH₃）₂OH+2H₂O；
③向D溶液中滴加Ba（NO₃）₂溶液，无明显现象，说明D中不含SO₄^2-离子；
④向F溶液中滴加氨水，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，说明F中含有Fe²⁺离子；
综上分析可知，A为Ba（OH）₂，B为AgNO₃，C为Ca（CH₃COO）₂，D为AlCl₃，E为K₂CO₃，F为FeSO₄．

解答： 解：①测得溶液A、C、E呈碱性，三种溶液为碱液或水解呈碱性的溶液，且碱性为A＞E＞C，则A为碱，溶液中含有大量的OH^-离子，OH^-离子与Ag⁺，Ca²⁺，Fe²⁺，Al³⁺等离子不能大量共存，故A只能为Ba（OH）₂；根据越弱越水解，E应为碳酸盐，根据离子共存，只能为K₂CO₃，C为醋酸盐；
②向B溶液中滴加稀氨水，先出现沉淀，继续滴加氨水，沉淀消失，则B中含有银离子，应为硝酸银溶液，加入氨水发生的反应为：AgNO₃+NH₃?H₂O=AgOH↓+NH₄NO₃、AgOH+2NH₃?H₂O=Ag（NH₃）₂OH+2H₂O；
③向D溶液中滴加Ba（NO₃）₂溶液，无明显现象，说明D中不含SO₄^2-离子，则SO₄^2-离子只能存在于F中；
④向F溶液中滴加氨水，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，说明F中含有Fe²⁺离子，结合③可知，F为FeSO₄；剩余的钙离子含在C中，即C为Ca（CH₃COO）₂，
综上分析可知，A为Ba（OH）₂，B为AgNO₃，C为Ca（CH₃COO）₂，D为AlCl₃，E为K₂CO₃，F为FeSO₄，
（1）F中含有亚铁离子，加入氨水后亚铁离子与氨水反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁容易被空气中氧气氧化成氢氧化铁，反应的离子方程式为：Fe²⁺+2NH₃?H₂O=Fe（OH）₂↓+2NH₄⁺、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案为：Fe²⁺+2NH₃?H₂O=Fe（OH）₂↓+2NH₄⁺；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）根据分析可知，E应为碳酸盐，六种阳离子中可以与碳酸根形成可溶性盐的只有钾离子，故E为K₂CO₃，
故答案为：K₂CO₃；E应为碳酸盐，CO₃^2-离子能共存的只有K⁺；
（3）A为Ba（OH）₂，D为AlCl₃，向20mL2mol/LAlCl₃溶液中加入30mlBa（OH）₂溶液，充分反应后得到0.78克沉淀，沉淀为氢氧化铝，
设Ba（OH）₂的浓度为c，当NaOH不足时，
           Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
               3mol      78g
             0.03L×2c   0.78g
解得：c=

3mol×0.78g

78g×0.03L×2

=0.5mol/L；
当Ba（OH）₂使Al（OH）₃部分溶解时，设Ba（OH）₂的物质的量为x，根据反应：
       Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
      1mol    3mol     78g
   0.04mol   0.12mol  3.12g
      Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O
      78g      1mol
（3.12-0.78）g （2x-0.12mol）
78g×（2x-0.12mol）=1mol×（3.12-0.78）g，
解得：x=0.075mol，
氢氧化钡溶液的浓度为：

0.075mol

0.03L

=2.5mol/L，
故答案为：0.5；2.5．
（4）E为K₂CO₃，E的水溶液呈碱性的原因是碳酸根离子水解，离子方程式为CO₃^2-+H₂O HCO₃^-+OH^-，根据水解平衡常数K_b=

c(HC O - 3 )?c(OH-)

c(C O 2- 3 )

=2×10^-4 且溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1时，所以溶液中c（OH^-）=10^-4mol/L，所以溶液的pH=10，
故答案为：CO₃^2-+H₂O HCO₃^-+OH^-；10；

点评：本题考查了常见离子的检验，离子方程式的计算，题目难度较大，注意掌握常见离子的性质及检验方法，明确有关离子方程式的计算方法，（3）为难点、易错点，需要明确氢氧根离子的过量与不足情况．