Question

7．现有A、B、C、D、E五种可溶强电解质，它们在水中可电离产生下列离子（各种离子不重复）．

阳离子	H+、Na+、Al3+、Ag+、Ba2+
阴离子	OH-、Cl-、CO32-、NO3-、SO42-

已知：①A、B两溶液呈碱性；C、D、E溶液呈酸性．②向E溶液中逐滴滴加B溶液至过量，沉淀量先增加后减少但不消失．③D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀．
试回答下列问题：
（1）A溶液呈碱性的原因是CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-（用离子方程式表示）．
（2）写出E溶液与过量的B溶液反应的离子方程式2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+8OH^-═2AlO₂^-+4H₂O+3BaSO₄↓．
（3）若25°时C、E溶液pH=4，则E溶液中水电离出的氢离子浓度是C溶液中水电离出的氢离子浓度10⁶倍．
（4）将C溶液逐滴加入等体积、等物质的量的浓度的A溶液中，反应后溶液中一价离子（+1或-1）浓度由大到小的顺序为：c（Na⁺）＞c（C1^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 由A、B溶液呈碱性，在所给的各种离子中，碳酸根水解显碱性，氢氧根有碱性，所以A、B中含有的阴离子为碳酸根和氢氧根，又因为铝离子和银离子水解显酸性，氢离子显酸性，所以C、D、E溶液含有的阳离子为H⁺、Al³⁺、Ag⁺，在所有的阳离子和阴离子组成的物质中，只有硫酸铝和氢氧化钡反应沉淀量先增加后减少但不消失，所以E是硫酸铝，B是氢氧化钡；
在所有的阳离子和阴离子组成的物质中，硝酸银能和盐酸、碳酸钠、硫酸铝、氢氧化钡反应生成沉淀，所以D是硝酸银，
A为碳酸钠、C是盐酸；
综上所述，A、B、C、D、E分别为：碳酸钠、氢氧化钡、盐酸、硝酸银、硫酸铝；
（1）根据碳酸钠能够发生水解分析；
（2）根据硫酸铝和过量的氢氧化钡反应，硫酸铝全部反应，铝离子和硫酸根之间按照物质的量之比是2：3进行反应；
（3）根据盐酸抑制水的电离以及硫酸铝促进水的电离，利用水的离子积常数计算出水电离出的氢离子浓度来比较；
（4）根据碳酸钠与等物质的量的盐酸等物质的量反应生成等物质的量碳酸氢钠和氯化钠，以及碳酸氢钠要发生电离和水解来分析．

解答 解：由A、B溶液呈碱性，在所给的各种离子中，碳酸根水解显碱性，氢氧根有碱性，所以A、B中含有的阴离子为碳酸根和氢氧根，又因为铝离子和银离子水解显酸性，氢离子显酸性，所以C、D、E溶液含有的阳离子为H⁺、Al³⁺、Ag⁺，在所有的阳离子和阴离子组成的物质中，只有硫酸铝和氢氧化钡反应沉淀量先增加后减少但不消失，所以E是硫酸铝，B是氢氧化钡；
在所有的阳离子和阴离子组成的物质中，硝酸银能和盐酸、碳酸钠、硫酸铝、氢氧化钡反应生成沉淀，所以D是硝酸银，
A为碳酸钠、C是盐酸；
综上所述，A、B、C、D、E分别为：碳酸钠、氢氧化钡、盐酸、硝酸银、硫酸铝；
（1）碳酸根水解产生氢氧根使溶液呈碱性：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（2）硫酸铝和过量的氢氧化钡反应，按照物质的量之比是1：4，方程式为Al₂（SO₄）₃+4Ba（OH）₂═Ba（AlO₂）₂+3BaSO₄↓+4H₂O，
离子方程式为：2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+8OH^-═2AlO₂^-+4H₂O+3BaSO₄↓，
故答案为：2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+8OH^-═2AlO₂^-+4H₂O+3BaSO₄↓；
（3）盐酸溶液的pH=4，则C（H⁺）=10^-4 mol/L，则C（OH-）=$\frac{10{\;}^{-14}}{10{\;}^{-4}}$=10^-10 mol/L，OH-完全是由水电离产生，所以水电离出的氢离子浓度=10^-10 mol/L；硫酸铝在溶液中水水解使水显示酸性，溶液中的氢离子浓度就是水电离出的氢离子浓度，PH=4，则C（H⁺）=10^-4 mol/L，所以硫酸铝溶液中水电离出的氢离子浓度是盐酸溶液中水电离出的氢离子浓度的10⁶倍，
故答案为：10⁶；
（4）盐酸溶液逐滴加入等体积、等物质的量的浓度的碳酸钠溶液中，HCl与碳酸钠反应生成等物质的量的NaHCO₃和NaCl，碳酸氢根离子的水解大于电离，溶液显碱性，所以离子浓度为：c（Na⁺）＞c（C1^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（C1^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

点评 本题考查知识点较多，根据离子的共存、离子的性质来推断物质是解答本题的关键，综合性强，难度较大，学生需熟悉水解、热化学反应方程式、离子反应等知识来解答．