Question

5．现有A、B、C、D四种电解质分别完全溶于水，所得四种溶液中含H⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Na⁺、HCO₃^-、Cl^-、OH^-、SO₄^2-八种离子（不考虑水解）．为了检验这四种物质，进行如下实验：
①取少量A的溶液分别与另三种物质反应，依次观察到：白色沉淀和气体、白色沉淀、气体．
②经测定，A和D的溶液显碱性，B和C的溶液pH＜7．B与D的溶液反应产生两种沉淀，当D的量增大时，其中一种沉淀不断溶解，最终还存在一种沉淀．
③C与D的溶液反应，无明显现象．经测定，该反应的产物总能量小于反应物总能量．
根据上述实验事实，请回答下列问题：
（1）C的名称是盐酸．用离子方程式表示A的溶液显碱性的原因：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
（2）A与B在溶液中反应的离子方程式为Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
（3）B的溶液中离子浓度大小顺序为c（SO₄^2-）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（4）等物质的量浓度、等体积的B和D的溶液混合，写出反应的离子方程式：Ba²⁺+SO₄^2-+Al³⁺+3OH^-=BaSO₄↓+Al（OH）₃↓．

Answer 1

分析 ①取少量A的溶液分别与另三种物质反应，依次观察到：白色沉淀和气体、白色沉淀、气体，结合离子之间的反应现象来判断，铝离子和碳酸氢根离子反应既产生白色沉淀又产生气体；钡离子和碳酸氢根离子、氢氧根离子之间的反应产生白色沉淀；氢离子和碳酸氢根离子之间反应产生水以及二氧化碳，A是NaHCO₃．
②经测定，A和D的溶液显碱性，则含有氢氧根离子或是HCO₃^-，B和C的溶液pH＜7，则含有氢离子或是铝离子等；B与D的溶液反应产生两种沉淀，当D的量增大时，其中一种沉淀不断溶解，最终还存在一种沉淀，则一定是硫酸铝和氢氧化钡之间的反应，所以D是Ba（OH）₂，B是Al₂（SO₄）₃，
③C与D的溶液反应，无明显现象，该反应的产物总能量小于反应物总能量，该反应是放热反应，所以C是HCl，综上知道A是NaHCO₃，D是Ba（OH）₂，B是Al₂（SO₄）₃，C是HCl，据此回答．

解答 解：①取少量A的溶液分别与另三种物质反应，依次观察到：白色沉淀和气体、白色沉淀、气体，结合离子之间的反应现象来判断，铝离子和碳酸氢根离子反应既产生白色沉淀又产生气体；钡离子和碳酸氢根离子、氢氧根离子之间的反应产生白色沉淀；氢离子和碳酸氢根离子之间反应产生水以及二氧化碳，A是NaHCO₃．
②经测定，A和D的溶液显碱性，则含有氢氧根离子或是HCO₃^-，B和C的溶液pH＜7，则含有氢离子或是铝离子等；B与D的溶液反应产生两种沉淀，当D的量增大时，其中一种沉淀不断溶解，最终还存在一种沉淀，则一定是硫酸铝和氢氧化钡之间的反应，所以D是Ba（OH）₂，B是Al₂（SO₄）₃，
③C与D的溶液反应，无明显现象，该反应的产物总能量小于反应物总能量，该反应是放热反应，所以C是HCl，综上知道A是NaHCO₃，D是Ba（OH）₂，B是Al₂（SO₄）₃，C是HCl，据此回答．
（1）C的名称是盐酸，A是NaHCO₃，碳酸氢根离子水解导致溶液显示碱性，反应为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，故答案为：盐酸；HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（2）碳酸氢钠溶液和硫酸铝之间反应的离子方程式为Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑，故答案为：Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（3）硫酸铝溶液中铝离子水解，溶液显示酸性，离子浓度大小顺序为c（SO₄^2-）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故答案为：c（SO₄^2-）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（4）等物质的量浓度、等体积的硫酸铝和氢氧化钡的溶液混合，反应的离子方程式：Ba²⁺+SO₄^2-+Al³⁺+3OH^-=BaSO₄↓+Al（OH）₃↓，故答案为：Ba²⁺+SO₄^2-+Al³⁺+3OH^-=BaSO₄↓+Al（OH）₃↓．

点评 本题是一道物质的推断题，考查学生离子反应以及应用、盐的水解原理以及应用等知识，注意知识的归纳和梳理是关键，难度较大．