Question

16．有A、B、C、D、E五種常見(jiàn)化合物，都是由下表中的離子形成的：

陽(yáng)離子	K+      Na+      Cu2+    Al3+
陰離子	SO42-   HCO3-OH-    Cl-

為了鑒別上述化合物，分別完成以下實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果是：
①將它們?nèi)苡谒�后，D為藍(lán)色溶液，其他均為無(wú)色溶液；
②將E溶液滴入到C溶液中出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加，沉淀溶解；
③進(jìn)行焰色反應(yīng)，僅有B為紫色（透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃）；
④在各溶液中加入硝酸酸化的硝酸鋇溶液，只有A中放出無(wú)色氣體，只有D中產(chǎn)生白色沉淀；
⑤將B、C兩溶液混合，未見(jiàn)沉淀或氣體生成．根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)填空：
（1）寫出B、D的化學(xué)式：BKCl，DCuSO₄．
（2）C可用作凈水劑，用離子方程式表示其凈水原理Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺．
（3）將含0.01mol A的溶液與含0.02mol E的溶液反應(yīng)后，向溶液中滴加0.1mol•L^-1稀鹽酸．下列圖象能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO₂的物質(zhì)的量的關(guān)系的是C

（4）在m mL b mol•L^-1 C溶液中，加入等體積a mol•L^-1 的E溶液．當(dāng)a≤3b時(shí)，生成沉淀的物質(zhì)的量是$\frac{ma}{3}$×10^-3 mol；當(dāng)3b＜a＜4b件時(shí)，生成沉淀的物質(zhì)的量是（4mb-ma）×10^-3mol．

Answer 1

分析 ①將它們?nèi)苡谒�后，D為藍(lán)色溶液，其他均為無(wú)色溶液，則D中含有Cu²⁺；
②將E溶液滴入到C溶液中，出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加沉淀溶解，則C中含有Al³⁺，E中含有OH^- 離子；
③進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，只有B含有K⁺離子，結(jié)合②可知E是NaOH；
④在各溶液中加入Ba（NO₃）₂溶液，再加入過(guò)量稀硝酸，A中放出無(wú)色氣體，則A中含有HCO₃^-離子，D中產(chǎn)生白色沉淀，則D中含有SO₄^2-離子，所以D是CuSO₄，C是AlCl₃；
⑤將B、C兩溶液混合，未見(jiàn)沉淀或氣體生成，則B是KCl，所以A是NaHCO₃．

解答 解：①將它們?nèi)苡谒�后，D為藍(lán)色溶液，其他均為無(wú)色溶液，則D中含有Cu²⁺；
②將E溶液滴入到C溶液中，出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加沉淀溶解，則C中含有Al³⁺，E中含有OH^- 離子；
③進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，只有B含有K⁺離子，結(jié)合②可知E是NaOH；
④在各溶液中加入Ba（NO₃）₂溶液，再加入過(guò)量稀硝酸，A中放出無(wú)色氣體，則A中含有HCO₃^-離子，D中產(chǎn)生白色沉淀，則D中含有SO₄^2-離子，所以D是CuSO₄，C是AlCl₃；
⑤將B、C兩溶液混合，未見(jiàn)沉淀或氣體生成，則B是KCl，所以A是NaHCO₃．
（1）由上述分析可知，B、D分別是：KCl、CuSO₄，故答案為：KCl；CuSO₄；
（2）C為氯化鋁，水解生成膠體可凈化水，離子反應(yīng)為Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺，
故答案為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（3）發(fā)生反應(yīng)NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O，則反應(yīng)后剩余0.01molNaOH，生成0.01molNa₂CO₃，再滴加鹽酸，首先發(fā)生反應(yīng)NaOH+HCl=NaCl+H₂O，再發(fā)生HCl+Na₂CO₃=NaHCO₃+NaCl，開始沒(méi)有氣體放出，共消耗鹽酸$\frac{0.02mol}{0.1mol/L}$=0.2L，繼續(xù)滴加鹽酸時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，生成0.01mol氣體，又消耗鹽酸為$\frac{0.01mol}{0.1mol/L}$=0.1L，共消耗鹽酸0.3L，選項(xiàng)中圖象C符合，
故選：C；
（4）在m mL b mol•L^-1 AlCl₃溶液中，加入等體積a mol•L^-1 的NaOH溶液，當(dāng)a≤3b時(shí)，堿不足，發(fā)生Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，生成沉淀的物質(zhì)的量是m×10^-3L×amol/L×$\frac{1}{3}$=$\frac{ma}{3}$×10^-3mol；
當(dāng)3b＜a＜4b時(shí)，則Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，生成沉淀為mb×10^-3mol，消耗NaOH為3mb×10^-3mol，然后發(fā)生Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，則由Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O可知溶解的沉淀為am×10^-3mol-3b×10^-3mol，最后生成的沉淀為mb×10^-3mol-（am×10^-3mol-3b×10^-3mol）=（4mb-mama）×10^-3mol，故答案為：$\frac{ma}{3}$×10^-3；（4mb-ma）×10^-3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)物的推斷，掌握離子的檢驗(yàn)、離子的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，涉及離子反應(yīng)、離子共存、化學(xué)反應(yīng)計(jì)算等，側(cè)重分析、推斷與計(jì)算能力的綜合考查，題目難度中等．