Question

1．某無色透明溶液，可能含有下列離子：Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、H⁺、NH₄⁺、SO₄^2-、HCO₃^-、Cl^-、CO₃^2-．取該溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①取溶液少許，滴入AgNO₃溶液產(chǎn)生白色沉淀；
②另取溶液少許，滴入BaCl₂溶液產(chǎn)生白色沉淀，加入足量稀硝酸沉淀不溶解；
③另取原溶液500mL，加入過氧化鈉固體，產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量與加入過氧化鈉的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示．

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析，回答下列問題：
（1）de段發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式是4Al（OH）₃+2Na₂O₂=4AlO₂^-+4Na⁺+6H₂O+O₂↑或拆開寫成2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液中肯定存在的離子是H⁺，Mg²⁺，Al³⁺，NH₄⁺，SO₄^2-（用離子符號(hào)表示）；
（3）溶液中可能存在的離子是Cl^-（用離子符號(hào)表示）；
（4）原溶液中金屬陽離子的濃度分別為c（Mg²⁺）=0.8mol•L^-1，c（Al³⁺）=0.4mol•L^-1；
（5）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡對(duì)應(yīng)圖上畫出加入過氧化鈉從0～1.1mol時(shí)，產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量隨加入過氧化鈉物質(zhì)的量變化的曲線（假設(shè)生成的氣體全部逸出）．

Answer 1

分析 無色溶液中一定不存在有色離子Fe³⁺，
①取溶液少許，滴入AgNO₃溶液產(chǎn)生白色沉淀，原溶液中可能含有SO₄^2-、HCO₃^-、Cl^-；
②取溶液少許，滴入BaCl₂溶液產(chǎn)生白色沉淀，加入足量稀硝酸沉淀不溶解，說明原溶液中一定存在SO₄^2-，根據(jù)離子共存，一定不存在Ba²⁺；
③根據(jù)圖象可知，加入過氧化鈉固體，立刻生成氣體，開始時(shí)沒有沉淀，說明一定含有H⁺，之后沉淀逐漸增加，當(dāng)加入0.8-0.9mol過氧化鈉時(shí)沒有沉淀生成，說明此時(shí)參加反應(yīng)的離子為NH₄⁺，之后沉淀部分溶解，溶解的沉淀為氫氧化鋁，證明原溶液中一定存在Mg²⁺、Al³⁺；根據(jù)離子共存可知，一定不存在HCO₃^-，以此解答該題．

解答 解：無色溶液中一定不存在有色離子Fe³⁺，
①取溶液少許，滴入AgNO₃溶液產(chǎn)生白色沉淀，原溶液中可能含有SO₄^2-、HCO₃^-、Cl^-；
②取溶液少許，滴入BaCl₂溶液產(chǎn)生白色沉淀，加入足量稀硝酸沉淀不溶解，說明原溶液中一定存在SO₄^2-，根據(jù)離子共存，一定不存在Ba²⁺；
③根據(jù)圖象可知，加入過氧化鈉固體，立刻生成氣體，開始時(shí)沒有沉淀，說明一定含有H⁺，之后沉淀逐漸增加，當(dāng)加入0.8-0.9mol過氧化鈉時(shí)沒有沉淀生成，說明此時(shí)參加反應(yīng)的離子為NH₄⁺，之后沉淀部分溶解，溶解的沉淀為氫氧化鋁，證明原溶液中一定存在Mg²⁺、Al³⁺；根據(jù)離子共存可知，一定不存在HCO₃^-，
（1）de段沉淀的質(zhì)量減少，為氫氧化鋁與氫氧化鈉的反應(yīng)，因加入的為過氧化鈉，則反應(yīng)的方程式為4Al（OH）₃+2Na₂O₂=4AlO₂^-+4Na⁺+6H₂O+O₂↑或拆開寫成2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：4Al（OH）₃+2Na₂O₂=4AlO₂^-+4Na⁺+6H₂O+O₂↑或拆開寫成2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）由以上分析可知溶液中肯定存在的離子是H⁺，Mg²⁺，Al³⁺，NH₄⁺，SO₄^2-，故答案為：H⁺，Mg²⁺，Al³⁺，NH₄⁺，SO₄^2-；
（3）溶液中可能存在的離子是Cl^-，故答案為：Cl^-；
（4）由圖象可知n（Mg（OH）₂）=0.4mol，n（Al（OH）₃）=0.2mol，
則c（Mg²⁺）=$\frac{0.4mol}{0.5L}$=0.8mol•L^-1；c（Al³⁺）=$\frac{0.2mol}{0.5L}$=0.4mol•L^-1，
故答案為：c（Mg²⁺）=0.8mol•L^-1，c（Al³⁺）=0.4mol•L^-1；
（5）過氧化鈉與水反應(yīng)生成氧氣和氫氧化鈉，發(fā)生2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑，由圖象可知，0～0.8mol、0.9～1.1mol只有氧氣，而0.8～0.9mol之間既有氧氣又有氨氣，且0.1mol過氧化鈉生成0.2mol氫氧化鈉，則生成0.2mol氨氣，圖象為，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查以常見離子的檢驗(yàn)為載體考查無機(jī)物的推斷，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，題目難度中等，注意掌握常見離子的性質(zhì)及檢驗(yàn)方法，正確分析圖象曲線變化是解答本題關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力．