Question

【題目】5種固體物質A、B、C、D、E由表中不同的陰陽離子組成，它們均易溶于水．

陽離子	Na+　 Al3+Fe3+　 Cu2+、Ba2+
陰離子	OH﹣　Cl﹣　CO32﹣　NO3﹣　SO4﹣

分別取它們的水溶液進行實驗，結果如下：①A溶液與C溶液混合后產生藍色沉淀，向該沉淀中加入足量稀HNO3 ， 沉淀部分溶解，剩余白色固體；②B溶液與E溶液混合后產生紅褐色沉淀，同時產生大量氣體；
③少量C溶液與D溶液混合后產生白色沉淀，過量C溶液與D溶液混合后無現象；
④B溶液與D溶液混合后無現象；
⑤將38.4g Cu片投入裝有足量D溶液的試管中，Cu片不溶解，再滴加1.6molL﹣1稀H2SO4 ， Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現．
（1）據此推斷A、C的化學式為：A；C ．
（2）寫出步驟②中發生反應的化學方程式 ．
（3）D溶液中滴入石蕊試液，現象是 ， 原因是（用離子方程式說明）．
（4）步驟⑤中若要將Cu片完全溶解，至少加入稀H2SO4的體積是mL．
（5）現用500mL 3molL﹣1的E溶液充分吸收11.2L CO2氣體（標準狀況 下），反應后溶液中各離子的物質量濃度由小到大的順序為 ．
（6）若用惰性電極電解A和B的混合溶液，溶質的物質的量均為0.1mol，請在坐標系中畫出通電后陽極產生氣體的體積（標準狀況下）V與通過電子的物質的量n的關系（不考慮氣體溶于水）．

Answer 1

【答案】
（1）CuSO4,Ba（OH）2
（2）2Fe3++3CO32﹣+3H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑
（3）由無色變成紅色,Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+
（4）500
（5）c（H+）＜c（OH﹣）＜c（CO32﹣）＜c（HCO3﹣）＜c（Na+）
（6）
【解析】解：（1）此推斷A、C的化學式為CuSO4、Ba（OH）2 ，
所以答案是：CuSO4；Ba（OH）2；
（2）步驟②，E為Na2CO3溶液，B為FeCl3溶液，二者發生雙水解反應生成氫氧化鐵沉淀和二氧化碳，則其反應方程式為：2Fe3++3CO32﹣+3H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑；

所以答案是：2Fe3++3CO32﹣+3H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑；
（3）D為Al（NO3）3溶液，鋁鹽溶液顯酸性，因為鋁離子水解生成氫離子，即 Al3++3H2OAl（OH）3+3H+，所以向溶液中滴入石蕊試液，溶液會由無色變成紅色；

所以答案是：由無色變成紅色； Al3++3H2OAl（OH）3+3H+；
（4）38.4 g Cu的物質的量為： =0.6mol，步驟⑤中發生的離子反應方程式為：3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO+4H2O，若要將Cu片完全溶解，需要氫離子的物質的量為1.6mol，故至少加入稀H2SO4的體積設為V，即1.6mol/L×V×2=1.6mol，解V=500mL，

所以答案是：500；
（5）500mL 3molL﹣1的Na2CO3溶液中的Na2CO3物質的量=0.5L×3mol/L=1.5mol，11.2L CO2的物質的量= =0.5mol，發生反應Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，由方程式可知，生成1molNaHCO3，剩余1molNa2CO3，溶液中鈉離子濃度最大，碳酸氫根與碳酸根都水解，溶液呈堿性，碳酸氫根的水解程度小于碳酸根水解程度，故溶液中離子濃度：c（H+）＜c（OH﹣）＜c（CO32﹣）＜c（HCO3﹣）＜c（Na+），

所以答案是：c（H+）＜c（OH﹣）＜c（CO32﹣）＜c（HCO3﹣）＜c（Na+）；
（6）若用惰性電極電解CuSO4和FeCl3的混合溶液，溶質的物質的量均為0.1mol，

首先，陽極發生反應：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑，則n（電子）= ×2= ，即V=11.2n，根據氯原子守恒可知，生成氯氣的最大體積= ×22.4L/mol=3.36L，此時轉移電子物質的量為0.3mol；

然后，陽極發生反應：4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O，則n（電子）= ×4=，即V=5.6n，

故通電后陽極產生氣體的體積（標準狀況下）V與通過電子的物質的量n的關系為： ，

所以答案是： ．