Question

某溶液中可能含有H⁺、K⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、SO₄^2-、CO₃^2-等離子．當(dāng)向該溶液中加入一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)生成沉淀物質(zhì)的量隨NaOH溶液的體積變化如圖所示，由此可知
（1）該溶液中肯定含有的陽離子是

H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺

，且這些陽離子的物質(zhì)的量之比為

1：2：1：1

；肯定不含的陽離子離子是

Mg²⁺

．
（2）還有一種陽離子可能存在，寫出檢驗(yàn)這種離子的實(shí)驗(yàn)方法及現(xiàn)象：

焰色反應(yīng)，透過藍(lán)色鉆玻璃觀察到火焰呈紫色

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)圖象第一段，沉淀不是馬上出現(xiàn)，可知一定有氫離子，酸堿中和反應(yīng)是一切反應(yīng)的優(yōu)先反應(yīng)，生成沉淀在后面溶解一部分，一定有鋁離子，根據(jù)第三段，和氫氧化鈉反應(yīng)的離子不產(chǎn)生沉淀，證明是銨根離子，根據(jù)坐標(biāo)得生成沉淀用了6體積的氫氧化鈉，其中氫氧化鋁溶解用了一體積的氫氧化鈉，所以形成氫氧化鋁用了三體積的氫氧化鈉，還有三體積的氫氧化鈉一定是被三價(jià)鐵離子消耗，所以一定含有三價(jià)鐵離子，一定不含碳酸根離子和鎂離子，即原溶液中含有的陽離子是H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺；依據(jù)圖象定量關(guān)系，結(jié)合反應(yīng)需要的氫氧化鈉的量，計(jì)算各離子物質(zhì)的量之比；
（2）綜上所述，陽離子鉀離子可能含有，依據(jù)焰色反應(yīng)進(jìn)行判斷．

解答：解：（1）根據(jù)圖象第一段，沉淀不是馬上出現(xiàn)，可知一定有氫離子，酸堿中和反應(yīng)是一切反應(yīng)的優(yōu)先反應(yīng)，生成沉淀在后面溶解一部分，一定有鋁離子，根據(jù)第三段，和氫氧化鈉反應(yīng)的離子不產(chǎn)生沉淀，證明是銨根離子，根據(jù)坐標(biāo)得生成沉淀用了6體積的氫氧化鈉，其中氫氧化鋁溶解用了一體積的氫氧化鈉，所以形成氫氧化鋁用了三體積的氫氧化鈉，還有三體積的氫氧化鈉一定是被三價(jià)鐵離子消耗，所以一定含有三價(jià)鐵離子，一定不含碳酸根離子和鎂離子，即原溶液中含有的陽離子是H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺；溶液中電荷守恒判斷陰離子只能含有SO₄^2-；根據(jù)坐標(biāo)得生成沉淀用了6體積的氫氧化鈉，其中氫氧化鋁溶解用了1體積的氫氧化鈉，所以形成氫氧化鋁用了3體積的氫氧化鈉，還有3體積的氫氧化鈉一定是被三價(jià)鐵離子消耗，原溶液中含有的Fe³⁺和Al³⁺的物質(zhì)的量之比為1：1，中和氫離子用了1體積氫氧化鈉，過程中與銨根離子反應(yīng)有了2體積氫氧化鈉，依據(jù)圖象中 的定量關(guān)系計(jì)算寫出物質(zhì)的量之比，H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺物質(zhì)的量之比為1：2：1：1，
故答案為：H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺；1：2：1：1；Mg²⁺；
（2）根據(jù)溶液中的離子的存在情況可知道，鉀離子不一定存在，利用焰色反應(yīng)分析判斷，焰色反應(yīng)透過藍(lán)色鉆玻璃觀察到火焰呈紫色，證明含有無紫色證明無鉀離子，
故答案為：焰色反應(yīng)，透過藍(lán)色鉆玻璃觀察到火焰呈紫色．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道有關(guān)離子檢驗(yàn)的綜合知識(shí)題目，考查角度很廣，難度較大．