Question

有一無(wú)色溶液，其中可能含有Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-等離子的幾種，為分析其成分，取此溶液分別進(jìn)行了四個(gè)實(shí)驗(yàn)，其操作和有關(guān)現(xiàn)象如下圖所示：

（1）在原溶液中一定不存在的離子有

Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、K⁺、CO₃^2-

；
（2）第③個(gè)實(shí)驗(yàn)中，若取原溶液的體積為100mL，滴加的NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.5mol?L^-1 且生成白色沉淀的量與加入NaOH 的量有下圖所示的相互關(guān)系，則該溶液中所含陽(yáng)離子的物質(zhì)的量濃度為

c（Al³⁺）=0.5 mol?L^-1 c（Mg²⁺）=0.2 mol?L^-1

mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題干信息“無(wú)色溶液”可以判定，一定沒(méi)有有色離子：Fe3+、Fe2+、Cu2+；  由①可知一定沒(méi)有K+；②中加稀鹽酸和氯化鋇溶液仍有沉淀，可知一定存在SO42-；③可以推斷一定含有Mg2+．由于，Mg2+和 CO32- 不能共存，所以一定沒(méi)有 CO32-；④中得到無(wú)色無(wú)味的氣體，可以判定一定沒(méi)有NH4+
   （2）由圖中信息，加入Vml0.5mol?L-1NaOH溶液，沉淀達(dá)到最多，再滴加100mlNaOH溶液后，沉淀部分溶解，可知0.07mol沉淀為Mg（OH）2和Al（OH）3的混物，其中c（Al3+）=c（OH-）=0.5×0.1=0.05mol，故c（Al3+）=0.05mol÷0.1L=0.5 mol?L-1；根據(jù)n（Mg（OH）2）+n（Al（OH）3）=0.07mol，可以得到n（Mg（OH）2）=0.02mol，c（Mg2+）=0.02mol÷0.01L=0.2 mol?L-1

解答：解：（1）根據(jù)題干信息“無(wú)色溶液”可以判定，一定沒(méi)有有色離子：Fe3+、Fe2+、Cu2+；由①焰色反應(yīng)可知一定沒(méi)有K+；+；②中加稀鹽酸和氯化鋇溶液仍有沉淀，可知一定存在SO42-；③可以推斷一定含有Mg2+．由于，Mg2+和 CO32- 不能共存，所以一定沒(méi)有 CO32-；④中得到無(wú)色無(wú)味的氣體，可以判定一定沒(méi)有NH4+； 綜合以上分析，故答案為：Fe3+、Fe2+、Cu2+、NH4+、K+、CO32-；
 （2）由圖中信息，加入Vml0.5mol?L-1NaOH溶液，沉淀達(dá)到最多，再滴加100mlNaOH溶液后，沉淀部分溶解，可知0.07mol沉淀為Mg（OH）2和Al（OH）3的混物，其中c（Al3+）=c（OH-）=0.5×0.1=0.05mol，故c（Al3+）=0.05mol÷0.1L=0.5 mol?L-1；根據(jù)n（Mg（OH）2）+n（Al（OH）3）=0.07mol，可以得到n（Mg（OH）2）=0.02mol，c（Mg2+）=0.02mol÷0.01L=0.2 mol?L-1，故答案為  c（Al3+）=0.5  mol?L-1； c（Mg2+）=0.2  mol?L-1

點(diǎn)評(píng)：本題考查了焰色反應(yīng)、常見(jiàn)的有色離子、離子的水解、離子反應(yīng)的條件，Al（OH）₃的化學(xué)性質(zhì)，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，若是基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，恐怕難以完成．