Question

5．有一透明溶液，已知其中可能含有Mg²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、K⁺、Cl^-、
CO₃^2-、SO₄^2-．當加入一種淡黃色粉末狀固體物質時，有刺激性氣味的混和氣體放出，同時生成白色沉淀．當加入0.4mol淡黃色粉末時，共收集到0.3mol混和氣體，且此時生成的沉淀最多．此后繼續(xù)加入淡黃色粉末時，沉淀量逐漸減少，至加入0.45mol粉末后，沉淀量由0.3mol減少至0.2mol，再加入粉末后，沉淀就不再減少．
（1）淡黃色粉末的名稱為過氧化鈉．
（2）肯定沒有Cu²⁺、Fe²⁺、CO₃^2-離子，可能有K⁺、Cl^-、SO₄^2-離子；
（3）寫出下列反應方程式：
①淡黃粉末與水反應2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
②產生刺激性氣味氣體的離子方程式OH^-+NH₄⁺=NH₃↑+H₂O；
③加入淡黃色粉末的物質的量由0.4mol至0.45mol時，沉淀部分消失，反應的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．

Answer 1

分析 有一透明溶液已知其中可能含有Mg²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、K⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-．當加入一種淡黃色粉末狀固體物質時，有刺激性氣味的混和氣體放出，同時生成白色沉淀，說明溶液中一定不含有Cu²⁺、Fe²⁺，推斷淡黃色固體粉末為過氧化鈉，與水反應生成氫氧化鈉和氧氣，刺激性氣味的混和氣體為NH₃和O₂，說明含有NH₄⁺，當加入0.4mol淡黃色粉末時，共收集到0.3mol混和氣體，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，OH^-+NH₄⁺=NH₃•H₂O，生成氧氣為0.2mol，生成氨氣為0.1mol，所以生成氫氧化鈉和銨根反應的為0.1mol，生成沉淀反應的氫氧化鈉物質的量為0.7mol，且此時生成的沉淀最多．此后繼續(xù)加入淡黃色粉末時，沉淀量逐漸減少，至加入0.45mol粉末后，沉淀量由0.3mol減少至0.2mol，證明一定含有Al³⁺，說明溶液中一定不含有CO₃^2-，且Al³⁺物質的量為0.1mol，生成1molAl（OH）₃需要3molNaOH，沉淀量由0.3mol減少至0.2mol，剩余的氫氧化鈉為0.4mol，生成沉淀為0.2mol，說明沉淀為二價金屬離子形成的沉淀為Mg（OH）₂，溶解1molAl（OH）₃，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，需要1molNaOH，再加入0.05mol過氧化鈉反應生成1mol氫氧化鈉，再加入粉末后，沉淀就不再減少，依據(jù)分析判斷元溶液中一定含有Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、一定不含有Cu²⁺、Fe²⁺、CO₃^2-，可能含有K⁺、Cl^-、SO₄^2-中的一種或幾種，據(jù)此分析回答問題．

解答 解：有一透明溶液已知其中可能含有Mg²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、K⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-．當加入一種淡黃色粉末狀固體物質時，有刺激性氣味的混和氣體放出，同時生成白色沉淀，說明溶液中一定不含有Cu²⁺、Fe²⁺，推斷淡黃色固體粉末為過氧化鈉，與水反應生成氫氧化鈉和氧氣，刺激性氣味的混和氣體為NH₃和O₂，說明含有NH₄⁺，當加入0.4mol淡黃色粉末時，共收集到0.3mol混和氣體，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，OH^-+NH₄⁺=NH₃•H₂O，生成氧氣為0.2mol，生成氨氣為0.1mol，所以生成氫氧化鈉和銨根反應的為0.1mol，生成沉淀反應的氫氧化鈉物質的量為0.7mol，且此時生成的沉淀最多．此后繼續(xù)加入淡黃色粉末時，沉淀量逐漸減少，至加入0.45mol粉末后，沉淀量由0.3mol減少至0.2mol，證明一定含有Al³⁺，說明溶液中一定不含有CO₃^2-，且Al³⁺物質的量為0.1mol，生成1molAl（OH）₃需要3molNaOH，沉淀量由0.3mol減少至0.2mol，剩余的氫氧化鈉為0.4mol，生成沉淀為0.2mol，說明沉淀為二價金屬離子形成的沉淀為Mg（OH）₂，溶解1molAl（OH）₃，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，需要1molNaOH，再加入0.05mol過氧化鈉反應生成1mol氫氧化鈉，再加入粉末后，沉淀就不再減少，依據(jù)分析判斷元溶液中一定含有Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、一定不含有Cu²⁺、Fe²⁺、CO₃^2-，可能含有K⁺、Cl^-、SO₄^2-中的一種或幾種，
（1）淡黃色粉末的名稱為過氧化鈉，故答案為：過氧化鈉；
（2）依據(jù)分析判斷原溶液中一定含有Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、一定不含有Cu²⁺、Fe²⁺、CO₃^2-，溶液電中性可知，可能含有K⁺、Cl^-、SO₄^2-中的一種或幾種，
故答案為：Cu²⁺、Fe²⁺、CO₃^2-，K⁺、Cl^-、SO₄^2-；
（3）①淡黃粉末與水反應生成氫氧化鈉和氧氣，反應的化學方程式為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
②產生刺激性氣味氣體的離子方程式OH^-+NH₄⁺=NH₃↑+H₂O，故答案為：OH^-+NH₄⁺=NH₃↑+H₂O；
③加入淡黃色粉末的物質的量由0.4mol至0.45mol時，沉淀部分消失是氫氧化鋁溶解于氫氧化鈉溶液中，反應的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．

點評 本題考查無機離子推斷、反應的定量計算等，綜合性很強，根據(jù)離子反應、離子性質的特征和定量關系計算判斷含有的離子是關鍵，難度很大．