Question

某無(wú)色溶液中可能含有Mg²⁺、NH₄⁺、K⁺、Al³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、Cl^-等離子．現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①取10mL該溶液于試管中，滴加Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后過(guò)濾得到6.99g白色沉淀；②另取10mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，當(dāng)沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體（必要時(shí)可加熱），最后沉淀完全溶解，并且隨NaOH溶液的加入，沉淀和氣體物質(zhì)的量變化如圖所示．下列說(shuō)法不符合事實(shí)的是（　�。�

• A、根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)驗(yàn)中使用的NaOH溶液的濃度為1 mol?L^-1
• B、根據(jù)信息分析該溶液中焰色反應(yīng)呈紫色的離子的物質(zhì)的量濃度為1 mol?L^-1
• C、該溶液中NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-三種離子的物質(zhì)的量之比為2：1：3
• D、另取一定量該溶液滴加一定量Ba（OH）₂溶液，不可能Al³⁺和SO₄^2-同時(shí)完全沉淀

Answer 1

考點(diǎn)：離子方程式的有關(guān)計(jì)算,常見(jiàn)陽(yáng)離子的檢驗(yàn)

專題：物質(zhì)檢驗(yàn)鑒別題

分析：①取10mL該溶液于試管中，滴加Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后過(guò)濾得到6.99g白色沉淀，說(shuō)明含有SO₄^2-；②另取10mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，當(dāng)沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體（必要時(shí)可加熱），氣體為氨氣，最后沉淀完全溶解，說(shuō)明含有鋁離子，根據(jù)圖象縱坐標(biāo)可判斷Al（OH）₃和氨氣的物質(zhì)的量；根據(jù)Al（OH）₃的兩性可計(jì)算NaOH的濃度；通過(guò)電荷守恒判斷是否含有K⁺，據(jù)此分析計(jì)算解答．

解答： 解：某無(wú)色溶液中可能含有Mg²⁺、NH₄⁺、K⁺、Al³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、Cl^-等離子．現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①取10mL該溶液于試管中，滴加Ba（NO₃）₂溶液，加稀硝酸酸化后過(guò)濾得到6.99g白色沉淀，該沉淀為硫酸鋇，n（BaSO₄）=n（SO₄^2-）=

m

M

=

6.99g

233g/mol

=0.03mol；
②另取10mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，當(dāng)沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體（必要時(shí)可加熱），最后沉淀完全溶解，則說(shuō)明溶液中含有Al³⁺，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，結(jié)合圖象中沉淀的變化關(guān)系，知溶液中含有Al³⁺為0.01mol需OH^-為0.03mol；當(dāng)沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體，根據(jù)NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O結(jié)合圖象，知溶液中含有NH₄⁺為0.02mol需OH^-為0.02mol；最后沉淀完全溶解是由于氫氧化鋁與NaOH繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，結(jié)合圖象中沉淀的變化關(guān)系，需OH^-為0.01mol；通過(guò)電荷守恒2n（SO₄^2-）=3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺）+n（K⁺），解n（K⁺）=0.01mol，所以原溶液也一定含K⁺；
A．實(shí)驗(yàn)中使用的NaOH溶液的總物質(zhì)的量為：0.03mol+0.02mol+0.01mol=0.06mol，結(jié)合圖象中沉淀的變化關(guān)系知此時(shí)氫氧化鈉溶液的體積為60mL，根據(jù)C（NaOH）=

n

V

=

0.06mol

0.06L

=lmol/L，故A正確；
B．該溶液中焰色反應(yīng)呈現(xiàn)紫色的離子為K⁺，該溶液中一定含有K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-；根據(jù)②知NH₄⁺為0.02mol，Al³⁺為0.01mol，SO₄^2-為0.03mol，若無(wú)氯離子，根據(jù)溶液呈電中性溶液中陰陽(yáng)離子所帶的正負(fù)電荷總數(shù)相等，其中正電荷總數(shù)為：0.02mol×1+0.01mol×3+n（K⁺）×1=0.05mol+n（K⁺），負(fù)電荷總數(shù)0.03mol×2=0.06mol，所以n（K⁺）=0.01mol，根據(jù)C=

n

V

=

0.01mol

0.01L

=lmol/L，若有氯離子，則鉀離子濃度大于1mol/L，故B錯(cuò)誤；
C．n（NH₄⁺）=0.02mol，n（Al³⁺）=0.01mol，n（SO₄^2-）=

m

M

=

6.99g

233g/mol

=0.03mol，所以該溶液中NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-三種離子的物質(zhì)的量之比為2：1：3，故C正確；
D．根據(jù)以上分析原溶液含n（Al³⁺）=0.01mol，n（SO₄^2-）=0.03mol，所以滴加一定量的Ba（OH）₂溶液，不能使Al³⁺和SO₄^2-同時(shí)完全沉淀，故D正確；
故選B．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了離子的檢驗(yàn)、離子反應(yīng)和有關(guān)物質(zhì)的量的計(jì)算，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力，注意把握常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法和離子的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵．