Question

某溶液中可能含有H⁺、NH₄⁺、Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、CI^-、CO₃^2-、NO₃^-中的幾種．①若加入鋅粒，產(chǎn)生無色無味的氫氣；②若加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，且產(chǎn)生的沉淀量與加入NaOH的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示．回答下列問題：
（1）溶液中肯定不存在的離子是

 

（2）溶液中肯定存在的陽離子是

 

其物質(zhì)的量之比是

 

（3）溶液中肯定存在的陰離子其物質(zhì)的量是

 

（4）溶液中可能存在的離子是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的檢驗(yàn)和鑒別的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

專題：物質(zhì)檢驗(yàn)鑒別題

分析：加鋅產(chǎn)生無色無味氣體說明鋅與氫離子反應(yīng)生成氫氣，溶液中有大量氫離子，則沒有CO₃^2-、NO₃^-，加氫氧化鈉產(chǎn)生白色沉淀說明不含F(xiàn)e²⁺；當(dāng)溶液中含H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、時(shí)，加入氫氧化鈉，先與氫離子反應(yīng)，再與鎂、鋁離子反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，再與銨根反應(yīng)得到一水合氨，再與氫氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，對(duì)應(yīng)圖象是先在x軸上，再逐漸增大，再平行x軸，再減小，可以對(duì)照?qǐng)D象求出各離子的量即可．

解答： 解：根據(jù)①可知，溶液顯酸性，則溶液中一定不存在CO₃^2-和NO₃^-；
根據(jù)②可知，產(chǎn)生的是白色沉淀，說明不存在Fe²⁺；根據(jù)產(chǎn)生的沉淀量與加入NaOH的物質(zhì)的量之間的關(guān)系圖可知，溶液中一定含有Mg²⁺、Al³⁺；又因?yàn)楫?dāng)沉淀達(dá)到最大值時(shí)，繼續(xù)加入氫氧化鈉，沉淀不變，這說明溶液中還存在NH₄⁺，根據(jù)溶液電中性可知，溶液中一定存在陰離子Cl^-；即一定含有：H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Cl^-，一定不含
CO₃^2-、NO₃^-、Fe²⁺，可能含有Na⁺．
根據(jù)圖象可知，第一階段為氫離子與氫氧化鈉反應(yīng)，消耗氫氧化鈉為0.1mol，則n（H⁺）=0.1mol；
第三階段為銨根離子與氫氧化鈉反應(yīng)，消耗氫氧化鈉為0.7mol-0.5mol=0.2mol，則n（NH₄⁺）=0.2mol；
最后階段為氫氧化鈉溶解氫氧化鋁，消耗氫氧化鈉0.8mol-0.7mol=0.1mol，則n[Al（OH）₃]=0.1mol，根據(jù)鋁元素守恒可知n（Al³⁺）=0.1mol；
第二階段為氫氧化鈉沉淀鎂離子、鋁離子，共消耗氫氧化鈉為0.5mol-0.1mol=0.4mol，則n（Mg²⁺）=（0.4mol-0.1mol×3）×

1

2

=0.05mol，
（1）溶液中肯定不存在的離子是：CO₃^2-、NO₃^-、Fe²⁺，故答案為：CO₃^2-、NO₃^-、Fe²⁺；
（2）溶液中肯定存在的陽離子是H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺，其物質(zhì)的量之比是0.1：0.2：0.05：0.1=2：4：1：2，故答案為：H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺；2：4：1：2；
（3）溶液中肯定存在的陰離子是Cl^-，根據(jù)電荷守恒：n（H⁺）+n（NH₄⁺）+2n（Mg²⁺）+3n（Al³⁺）=n（Cl^-）=0.1+0.2+2×0.05+3×0.1=0.7mol，溶液中還可能含有：Na⁺，所以氯離子的物質(zhì)的量≥0.7mol，故答案為：≥0.7mol；
（4）溶液中可能存在的離子是Na⁺，故答案為：Na⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道關(guān)于離子反應(yīng)和離子檢驗(yàn)知識(shí)的題目，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，難度較大．