Question

17．学习科学知识可以指导生活实践，某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究．已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰．M与其他物质的转化关系如图1所示（部分产物已略去）：

（1）写出B物质中所含化学键的类型离子键、共价键．
（2）若A是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，E溶液与F溶液反应可以制备一种胶体，则E溶液的俗称是水玻璃．
（3）若A是CO₂气体，A与B溶液能够反应，反应后所得的溶液再与盐酸反应，如图2所示，则A与B溶液反应后溶液中的溶质化学式为NaHCO₃、Na₂CO₃．
（4）若A是一种常见金属单质，且A与B溶液能够反应，则将过量的F加入E溶液中，所发生反应的离子方程式是AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O．
（5）若A是一种化肥．实验室可用A和B反应制取气体E，E与F相遇冒白烟，写出A溶液中阳离子的检验方法：取A溶液少量于试管中，加入适量NaOH溶液，加热，若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，说明A溶液中的阳离子是NH₄⁺．
（6）若A是一种溶液，只可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-中的某些离子，当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图3所示，由此可知该溶液中肯定含有的离子及其浓度之比为c（H⁺）：c（Al³⁺）：c（NH₄⁺）：c（SO₄^2-）=1：1：2：3．

Answer 1

分析 （1）C可在D中燃烧发出苍白色火焰，为氢气与氯气反应生成HCl，可推知C为H₂、D为Cl₂、F为HCl，M是日常生活中不可缺少的调味品，M的溶液电解生成氢气、氯气与B，可推知M为NaCl、B为NaOH，
（2）若A是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，则A为SiO₂，E为Na₂SiO₃，E与F溶液反应可以制备G为H₂SiO₃；
（3）曲线中，从0.1L～0.3L发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，该阶段消耗盐酸为200mL，而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为100mL，小于200mL，所以溶液中的溶质成分NaHCO₃、Na₂CO₃；
（4）若A是一种常见金属单质，且与NaOH溶液能够反应，则A为Al，E为NaAlO₂，则将过量的HCl溶液加入NaAlO₂溶液中反应生成铝盐；
（5）若A是一种化肥，实验室可用A和NaOH反应制取气体E，则E为NH₃、A为铵盐，E与氯气相遇均冒白烟，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气；
（6）由图可知，开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H⁺，一定没有CO₃^2-，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg²⁺、Fe³⁺，一定含有Al³⁺；中间段沉淀的质量不变，应为NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O的反应，则含有NH₄⁺，由电荷守恒可知一定含有SO₄^2-，根据各阶段消耗的NaOH体积结合离子方程式计算n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）之比，再结合电荷守恒计算与n（SO₄^2-）的比例关系，据此计算．

解答 解：（1）C可在D中燃烧发出苍白色火焰，为氢气与氯气反应生成HCl，可推知C为H₂、D为Cl₂、F为HCl，M是日常生活中不可缺少的调味品，M的溶液电解生成氢气、氯气与B，可推知M为NaCl、B为NaOH，B中含有离子键、共价键，
故答案为：离子键、共价键；
（2）若A是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，则A为SiO₂，E为Na₂SiO₃，与F溶液反应可以制备G为H₂SiO₃，E溶液的俗称是水玻璃，
故答案为：水玻璃；
（3）假设溶质为碳酸钠，则前后消耗盐酸的体积应相等，而曲线中，从0.1L～0.3L发生反应NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，该阶段消耗盐酸为200mL，而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为100mL，小于200mL，所以溶液中的溶质成分NaHCO₃、Na₂CO₃，
故答案为：NaHCO₃、Na₂CO₃；
（4）若A是一种常见金属单质，且与NaOH溶液能够反应，则A为Al，E为NaAlO₂，则将过量的HCl溶液加入NaAlO₂溶液中，所发生反应的离子方程式是：AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O，
故答案为：AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O；
（5）若A是一种化肥，实验室可用A和NaOH反应制取气体E，则E为NH₃、A为铵盐，E与氯气相遇均冒白烟，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气，A溶液中阳离子的检验方法：取A溶液少量于试管中，加入适量NaOH溶液，加热，若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，说明A溶液中的阳离子是NH₄⁺，
故答案为：取A溶液少量于试管中，加入适量NaOH溶液，加热，若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，说明A溶液中的阳离子是NH₄⁺；
（6）由图可知，开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H⁺，一定没有CO₃^2-，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg²⁺、Fe³⁺，一定含有Al³⁺；中间段沉淀的质量不变，应为NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O的反应，则含有NH₄⁺，由电荷守恒可知一定含有SO₄^2-，发生反应H⁺+OH^-=H₂O，氢离子消耗NaOH溶液的体积为1体积，发生反应Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，铝离子消耗NaOH溶液的体积为3体积，发生反应NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，铵根消耗氢氧化钠为2体积，则n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）=1：1：2，由电荷守恒可知，n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）：n（SO₄^2-）=1：1：2：3，故c（H⁺）：c（Al³⁺）：c（NH₄⁺）：c（SO₄^2-）=1：1：2：3，
故答案为：c（H⁺）：c（Al³⁺）：c（NH₄⁺）：c（SO₄^2-）=1：1：2：3．

点评 本题考查无机物推断等，题目涉及元素化合物较多，需要学生全面掌握据基础知识，（6）中根据图象中的平台确定含有铵根离子是关键，注意离子方程式与电荷守恒的应用，难度中等．