Question

某溶液中可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-中的幾種．①若加入鋅粒，用排空氣法收集到無色無味氣體；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．則下列說法不正確的是（　�。�

• A、溶液中的陽離子有H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺
• B、n（NH₄⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=4：2：1
• C、溶液中一定不含CO₃^2-、NO₃^-、Fe³⁺
• D、溶液中n（Mg²⁺）=0.1 mol

Answer 1

考點(diǎn)：常見離子的檢驗(yàn)方法,離子共存問題

專題：離子反應(yīng)專題

分析：①若加入鋅粒，產(chǎn)生無色無味無毒的氣體，說明氣體是氫氣，因此溶液顯酸性，則CO₃^2-和NO₃^-不能大量共存；
②加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明不存在鐵離子；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⁺，由于溶液中還必須存在陰離子，所以一定還有SO₄^2-．結(jié)合圖象中各階段消耗的氫氧化鈉，計(jì)算溶液中n（H⁺）、n（Mg²⁺）、n（Al³⁺）、n（NH₄⁺），據(jù)此進(jìn)行解答．

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Fe³⁺；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SO₄^2-；
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，
A．由上述分析可知，溶液中的陽離子只有H⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，故A正確；
B．由上述分析可知，溶液中n（NH₄⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=0.2mol：0.1mol：0.05mol=4：2：1，故B正確；
C．由上述分析可知，溶液中一定不含CO₃^2-、NO₃^-、Fe³⁺，故C正確；
D．根據(jù)以上分析可知，n（Mg²⁺）=0.05mol，故D錯(cuò)誤；
故選D．

點(diǎn)評(píng)：本題考查離子共存、反應(yīng)圖象識(shí)別以及離子反應(yīng)有關(guān)計(jì)算等，是高考中的常見題型，對(duì)學(xué)生的綜合能力提出了更高的要求，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力，題目難度較中等．