Question

A、B、C、D分別是HNO₃、Ba(NO₃)₂、NH₄Cl、NaOH四種溶液中的一種。欲將它們一一鑒別，甲、乙、丙分別提出如下方案，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：
（1）甲同學(xué)用物質(zhì)X一次性鑒別上述四種物質(zhì)，他將適量的X溶液分別加入到四種溶液中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：C溶液變?yōu)樽攸S色；B溶液中有白色沉淀產(chǎn)生；D溶液中有能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體產(chǎn)生，同時(shí)產(chǎn)生白色沉淀，最終變?yōu)榧t褐色。
B的化學(xué)式是________；D的電子式是________；X的化學(xué)式是________；A溶液中水的電離程度________(填“大于”、“小于”或“等于”)C溶液中水的電離程度。
（2）乙同學(xué)提出用明礬來(lái)鑒別上述四種物質(zhì)，寫出能檢驗(yàn)出NH₄Cl溶液所涉及的所有離子方程式：Ba^2＋＋SO₄^2-=BaSO₄↓、________________________。
（3）丙同學(xué)用MgSO₄來(lái)鑒別上述四種溶液，在生成的白色沉淀Mg(OH)₂中分別加入HNO₃和NH₄Cl溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)沉淀均溶解。有以下兩種解釋，同時(shí)提供下表數(shù)據(jù)：
A．NH₄Cl溶液能使Mg(OH)₂溶解，主要是NH₄⁺水解產(chǎn)生H^＋的緣故。
B．NH₄Cl溶液能使Mg(OH)₂溶解，主要是NH₄⁺結(jié)合OH^－的緣故。

0.01 mol·L－1 電解質(zhì)溶液	HF	CH3COOH	HCN	NH3·H2O
酸中H＋或堿 中OH－的濃度/mol·L－1	8.00×10－4	1.32×10－4	1.00×10－4	1.33×10－4

 
若要證明A和B哪一種解釋正確，可以在生成的Mg(OH)₂沉淀中加入一種物質(zhì)，這種物質(zhì)的化學(xué)式為__________________。

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）白色沉淀最終變?yōu)榧t褐色，說(shuō)明X中含有Fe^2＋，有能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體產(chǎn)生，說(shuō)明X中含有NH₄⁺。X中不能只含有陽(yáng)離子，因此結(jié)合“白色沉淀”推斷X中含有SO₄^2-。綜上，X是(NH₄)₂Fe(SO₄)₂。稀硝酸與X反應(yīng)時(shí)，只有Fe^2＋被氧化。根據(jù)題意可確定A、B、C、D依次是NH₄Cl、Ba(NO₃)₂、HNO₃、NaOH。NH₄Cl水解促進(jìn)水的電離，而HNO₃電離出的氫離子抑制水的電離，故前者的電離程度大于后者。（2）分別加入少量明礬，有白色沉淀產(chǎn)生的溶液是Ba(NO₃)₂，有沉淀生成但立即溶解的溶液是NaOH。再將NaOH加入到另外兩種溶液中，有刺激性氣體產(chǎn)生的是NH₄Cl溶液。據(jù)此即可寫出涉及的所有離子方程式。（3）A、B發(fā)生分歧的焦點(diǎn)是：A認(rèn)為NH₄⁺水解使溶液呈酸性，與Mg(OH)₂發(fā)生酸堿中和反應(yīng)使其溶解；而B認(rèn)為Mg(OH)₂的溶解是由于銨鹽電離出來(lái)的NH₄⁺結(jié)合了Mg(OH)₂電離出來(lái)的OH^－，使其電離平衡正向移動(dòng)，從而使其溶解。因此我們可以選擇一種含有NH₄⁺但呈中性的鹽溶液，觀察Mg(OH)₂固體能不能溶解，如果能，則B正確；如果不能，則A正確。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，等濃度的CH₃COOH溶液中H^＋的濃度和NH₃·H₂O中OH^－的濃度幾乎相等，根據(jù)水解規(guī)律，CH₃COONH₄溶液應(yīng)呈中性。