Question

某無色透明溶液只可能含有Ba²⁺、NH₄⁺、K⁺、Al³⁺、Fe ³⁺、Cl^-、SO₄^2-離子中的幾種
①該溶液的焰色反應(yīng)呈紫色
②取10mL該溶液于試管中滴加BaCl₂溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到0.03mol白色沉淀，向?yàn)V液中加入AgNO₃溶液又有白色沉淀產(chǎn)生．
③另取10mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，當(dāng)沉淀量產(chǎn)生到一定量后開始產(chǎn)生氣體（必要時(shí)可加熱），最后沉淀完全溶解，并且隨NaOH溶液的加入，沉淀和氣體的變化關(guān)系如圖所示：根據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1）該溶液中一定含有

 

（填離子符號(hào)）；一定不含有

 

（2）實(shí)驗(yàn)中所用NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度

 

mol/L
（3）分析該溶液中焰色反應(yīng)呈紫色的離子物質(zhì)的量濃度至少為

 

mol/L．

Answer 1

考點(diǎn)：常見陽離子的檢驗(yàn),常見陰離子的檢驗(yàn)

專題：物質(zhì)檢驗(yàn)鑒別題,離子反應(yīng)專題

分析：①某無色溶液一定不含F(xiàn)e³⁺離子，根據(jù)焰色反應(yīng)的顏色紫色判斷K⁺的存在；
②取10mL該溶液于試管中滴加BaCl₂溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到0.03mol白色沉淀，生成沉淀為BaSO₄，說明溶液中含有SO₄^2-，根據(jù)離子共存，一定不存在Ba²⁺，向?yàn)V液中加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，不能確定溶液中是否有Cl^-，因加入了氯離子；
③另取10mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，當(dāng)沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體，說明溶液中含有NH₄⁺，最后沉淀完全溶解．則說明溶液中含有Al³⁺；
（1）根據(jù)①②③分析解答；
（2）根據(jù)圖象縱坐標(biāo)可判斷Al（OH）₃和氨氣的物質(zhì)的量；根據(jù)Al（OH）₃的兩性可計(jì)算NaOH的濃度；
（3）根據(jù)該溶液中焰色反應(yīng)呈現(xiàn)紫色的離子為K⁺，根據(jù)溶液呈電中性解答．

解答： 解：（1）①溶液透過藍(lán)色鈷玻璃焰色反應(yīng)呈紫色，說明溶液中含有K⁺離子，溶液呈無色，則一定不含F(xiàn)e³⁺離子；
②取10mL該溶液于試管中滴加BaCl₂溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到0.03mol白色沉淀，生成沉淀為BaSO₄，說明溶液中含有SO₄^2-，根據(jù)離子共存，一定不存在Ba²⁺，向?yàn)V液中加入AgNO₃溶液有沉淀產(chǎn)生，不能確定溶液中是否有Cl^-，因加入了氯離子；
③另取10mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，則說明溶液中含有Al³⁺，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，結(jié)合圖象中沉淀的變化關(guān)系，知溶液中含有Al³⁺為0.01mol需OH^-為0.03mol；當(dāng)沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體，根據(jù)NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O結(jié)合圖象，知溶液中含有NH₄⁺為0.02mol需OH^-為0.02mol；最后沉淀完全溶解是由于氫氧化鋁與NaOH繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，結(jié)合圖象中沉淀的變化關(guān)系，需OH^-為0.01mol；
故答案為：K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-；Fe³⁺；
（2）實(shí)驗(yàn)中使用的NaOH溶液的總物質(zhì)的量為：0.03mol+0.02mol+0.01mol=0.06mol，結(jié)合圖象中沉淀的變化關(guān)系知此時(shí)氫氧化鈉溶液的體積為60mL，根據(jù)C=

n

V

=

0.06mol

0.06L

=lmol/L，
故答案為：lmol/L；
（3）該溶液中焰色反應(yīng)呈現(xiàn)紫色的離子為K⁺，該溶液中一定含有K⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-；根據(jù)（1）③知NH₄⁺為0.02mol，Al³⁺為0.01mol，SO₄^2-為0.03mol，若無氯離子，根據(jù)溶液呈電中性溶液中陰陽離子所帶的正負(fù)電荷總數(shù)相等，其中正電荷總數(shù)為：0.02mol×1+0.01mol×3+n（K⁺）×1=0.05mol+n（K⁺），負(fù)電荷總數(shù)0.03mol×2=0.06mol，所以n（K⁺）=0.01mol，根據(jù)C=

n

V

=

0.01mol

0.01L

=lmol/L，若有氯離子，則鉀離子濃度大于1mol/L；
故答案為：lmol/L；

點(diǎn)評(píng)：本題考查離子的推斷，根據(jù)題干提供的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)合離子的性質(zhì)進(jìn)行推斷，題目難度不大．注意加入的試劑引入的離子，易當(dāng)作原試劑含有的離子．