Question

现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种阳离子K⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、A1³⁺和五种阴离子Cl^-、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-、X中的一种。

（1）某同学通过比较分析，认为无须检验就可判断五种物质中肯定有的两种物质是_____________和__________。

（2）物质C中含有离子X。为了确定X，现将（1）中的两种物质记为A和B，当C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀，向该沉淀中滴入足量稀HNO₃，沉淀部分溶解，剩余白色固体。则X为__________（填字母）。

A．Br^-    B．SO₄^2-     C．CH₃COO^-  D．HCO₃^-

（3）将19.2g Cu投入装有足量D溶液的试管中，Cu不溶解，再滴加稀H₂SO₄，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，写出Cu溶解的离子方程式__________，若要将Cu完全溶解，至少应加入H₂SO₄的物质的量是_____  __。

（4）若用惰性电极电解C和D的混合溶液，若溶质的物质的量均为0.1 mol，通电后，当在阴极产生气体1.12L时，阳极产生的气体体积为___________L。（气体体积均为标准状况，且不考虑气体在水中的溶解）

（5）将E溶液蒸干后并将所得固体灼烧，最终得到的固体成分是（填化学式）__________。

 

Answer 1

【答案】

（1）K₂CO₃；Ba(OH)₂       （2）B

（3）3Cu＋8H^＋＋2NO₃^-＝3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O； 0.4mol   （4）1.68   （5）Fe₂O₃

【解析】

试题分析：（1）由于Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、A1³⁺和CO₃^2-均不能大量共存，所以一定含有碳酸钾。又因为Fe³⁺、Cu²⁺、A1³⁺和OH^-均不能大量共存，所以一定还含有氢氧化钡。

（2）当C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀，因此C中含有铜离子，蓝色沉淀是氢氧化铜。向该沉淀中滴入足量稀HNO₃，沉淀部分溶解，剩余白色固体，因此该白色沉淀是硫酸钡。所以C是硫酸铜，则A是氢氧化钡，B是碳酸钾。X是SO₄^2-，答案选B。

（3）将19.2g Cu投入装有足量D溶液的试管中，Cu不溶解，这说明D中不含有铁离子。再滴加稀H₂SO₄，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，该气体是NO₂，这说明D中含有NO₃^－，因此D是硝酸铝。在酸性条件下NO₃^－具有强氧化性，能和金属铜反应，生成硝酸铜、NO和水。NO被氧化生成红棕色NO₂，则Cu溶解的离子方程式为3Cu＋8H^＋＋2NO₃^-＝3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O。19.2g铜的物质的量＝19.2g÷64g/mol＝0.3mol，根据方程式可知，消耗氢离子的物质的量是0.8mol，所以至少需要硫酸的物质的量是0.4mol。

（4）若用惰性电极电解硫酸铜和硝酸铝的混合溶液，阳极是OH^－放电，阴极是铜离子放电，电极反应式分别是4OH^－－4e^－＝2H₂O＋O₂↑、2Cu^2＋＋4e^－＝2Cu。在阴极产生气体1.12L，这说明铜离子完全放电，溶液中的氢离子也放电生成氢气，电极反应式是2H^＋＋2e^－＝H₂↑，氢气的物质的量＝1.12L÷22.4L/mol＝0.05mol，转移0.05mol×2＝0.1mol电子。若溶质的物质的量均为0.1 mol，则0.1mol铜离子只能得到0.2mol电子，因此反应中共转移0.3mol，则氧气的物质的量＝0.3mol÷3＝0.075mol，标准状况下的体积＝0.075mol×22.4L/mol＝1.68L。

（5）根据以上分析可知，E是氯化铁。溶液中铁离子水解生成氢氧化铁和氯化氢。由于水解是吸热的，且生成的氯化氢极易挥发，所以将E溶液蒸干后所得固体是氢氧化铁，灼烧氢氧化铁分解生成氧化铁和水，因此最终得到的固体成分是Fe₂O₃。

考点：考查离子共存、检验；氧化还原反应方程式的书写、计算；电解原理和水解原理的应用