Question

A、B、C、D分别是HNO₃、Ba(NO₃)₂、NH₄Cl、NaOH四种溶液中的一种。欲将它们一一鉴别，甲、乙、丙分别提出如下方案，请回答有关问题：
（1）甲同学用物质X一次性鉴别上述四种物质，他将适量的X溶液分别加入到四种溶液中，结果发现：C溶液变为棕黄色；B溶液中有白色沉淀产生；D溶液中有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，同时产生白色沉淀，最终变为红褐色。
B的化学式是________；D的电子式是________；X的化学式是________；A溶液中水的电离程度________(填“大于”、“小于”或“等于”)C溶液中水的电离程度。
（2）乙同学提出用明矾来鉴别上述四种物质，写出能检验出NH₄Cl溶液所涉及的所有离子方程式：Ba^2＋＋SO₄^2-=BaSO₄↓、________________________。
（3）丙同学用MgSO₄来鉴别上述四种溶液，在生成的白色沉淀Mg(OH)₂中分别加入HNO₃和NH₄Cl溶液时，发现沉淀均溶解。有以下两种解释，同时提供下表数据：
A．NH₄Cl溶液能使Mg(OH)₂溶解，主要是NH₄⁺水解产生H^＋的缘故。
B．NH₄Cl溶液能使Mg(OH)₂溶解，主要是NH₄⁺结合OH^－的缘故。

0.01 mol·L－1 电解质溶液	HF	CH3COOH	HCN	NH3·H2O
酸中H＋或碱 中OH－的浓度/mol·L－1	8.00×10－4	1.32×10－4	1.00×10－4	1.33×10－4

 
若要证明A和B哪一种解释正确，可以在生成的Mg(OH)₂沉淀中加入一种物质，这种物质的化学式为__________________。

Answer 1

（1）Ba(NO₃)₂      (NH₄)₂Fe(SO₄)₂ 大于
（2）Al^3＋＋4OH^－=AlO₂^-＋2H₂O、NH₄⁺＋OH^－=NH₃↑＋H₂O
（3）CH₃COONH₄

（1）白色沉淀最终变为红褐色，说明X中含有Fe^2＋，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，说明X中含有NH₄⁺。X中不能只含有阳离子，因此结合“白色沉淀”推断X中含有SO₄^2-。综上，X是(NH₄)₂Fe(SO₄)₂。稀硝酸与X反应时，只有Fe^2＋被氧化。根据题意可确定A、B、C、D依次是NH₄Cl、Ba(NO₃)₂、HNO₃、NaOH。NH₄Cl水解促进水的电离，而HNO₃电离出的氢离子抑制水的电离，故前者的电离程度大于后者。（2）分别加入少量明矾，有白色沉淀产生的溶液是Ba(NO₃)₂，有沉淀生成但立即溶解的溶液是NaOH。再将NaOH加入到另外两种溶液中，有刺激性气体产生的是NH₄Cl溶液。据此即可写出涉及的所有离子方程式。（3）A、B发生分歧的焦点是：A认为NH₄⁺水解使溶液呈酸性，与Mg(OH)₂发生酸碱中和反应使其溶解；而B认为Mg(OH)₂的溶解是由于铵盐电离出来的NH₄⁺结合了Mg(OH)₂电离出来的OH^－，使其电离平衡正向移动，从而使其溶解。因此我们可以选择一种含有NH₄⁺但呈中性的盐溶液，观察Mg(OH)₂固体能不能溶解，如果能，则B正确；如果不能，则A正确。根据表格中的数据，等浓度的CH₃COOH溶液中H^＋的浓度和NH₃·H₂O中OH^－的浓度几乎相等，根据水解规律，CH₃COONH₄溶液应呈中性。