Question

4．A、B、C、D、E五种物质均是由两种离子组成，它们均可溶于水并完全电离，电离出的所有离子如下表所示：

阳离子	Na+、Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+
阴离子	Cl-、OH-、NO3-、CO32-、X

（1）某同学通过比较分析，认为无需检验就可判断出其中必有的两种物质是Na₂CO₃、Ba（OH）₂  （填化学式）；若将此两种物质记为A和B，含X的物质记为C，当C的溶液与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味的气体；当C的溶液与A的溶液混合时也产生沉淀，向该沉淀中滴入过量的稀HNO₃时，沉淀部分溶解，但最后留下白色的固
体，则离子X的符号为SO₄^2-．
（2）将0.02mol A与0．O1mol C同时溶解在足量的蒸馏水中，充分反应后最后得到的沉淀质量为6.1g （精确到0.1g）．

Answer 1

分析 （1）因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺和OH^-反应生成沉淀，Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和CO₃^2-反应，则不能共存，所以一定存在的物质为Na₂CO₃和Ba（OH）₂，C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体，沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳；C与A的溶液混合时产生混合物沉淀，向该沉淀中滴入稀盐酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，则B为Na₂CO₃，A为Ba（OH）₂，C为硫酸铁，另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝；
（2）已知C为Fe₂（SO₄）₃，A为Ba（OH）₂，将0.02molA与0.01molC同时溶解在足量的蒸馏水中，反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化铁沉淀，根据反应方程中的关系求出沉淀的量．

解答 解：（1）因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺和OH^-反应生成沉淀，Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和CO₃^2-反应，则不能共存，所以一定存在的物质为Na₂CO₃和Ba（OH）₂，根据C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体，可知沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳，则B为Na₂CO₃，A为Ba（OH）₂；C与A的溶液混合时产生混合物沉淀，向该沉淀中滴入稀盐酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，则C为硫酸铁，另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝，因C为Fe₂（SO₄）₃，则阴离子有SO₄^2-，则X为SO₄^2-，
故答案为：Na₂CO₃、Ba（OH）₂；SO₄^2-；
（3）已知C为Fe₂（SO₄）₃，A为Ba（OH）₂，将0.02molA与0.01molC同时溶解在足量的蒸馏水中，反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化铁沉淀，Fe₂（SO₄）₃+3Ba（OH）₂═2Fe（OH）₃↓+3BaSO₄↓，根据方程式可知，硫酸铁过量，按照Ba（OH）₂计算，
则n（BaSO₄）=0.02mol，n（Fe（OH）₃）=$\frac{2}{3}$×0.02mol，
所以沉淀的质量为m（BaSO₄）+m（Fe（OH）₃）=0.02mol×233g/mol+$\frac{2}{3}$×0.02mol×107g/mol=6.1g，
故答案为：6.1g．

点评 本题考查离子推断、实验方案设计等，是对所学知识的综合考查，题目难度较大，综合度较高，旨在考查学生的推断能力与方案设计能力，注意根据反应现象进行推断．