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，產(chǎn)生無色無味無毒的氣體；②若加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，且產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示．則下列說法正確的是（　�。�

　 A． 溶液中的陽離子只有H⁺、Mg²⁺、Al³⁺

　 B． 溶液中n（NH₄⁺）=0.2mol

　 C． 溶液中一定不含CO₃^2﹣，可能含有SO₄^2﹣和NO₃^﹣

　 D． 三種離子的物質(zhì)的量之比n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=1：1：1

Answer 1

考點： 常見離子的檢驗方法．

專題： 離子反應(yīng)專題．

分析： 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；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⁺；又因為當(dāng)沉淀達到最大值時，繼續(xù)進入氫氧化鈉，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，計算溶液中n（H⁺）、n（Mg²⁺）、n（Al³⁺）、n（NH₄⁺），據(jù)此解答．

解答： 解：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；

加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，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⁺；又因為當(dāng)沉淀達到最大值時，繼續(xù)進入氫氧化鈉，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﹣；

由圖象可知，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）÷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錯誤；

B．由上述分析可知，溶液中n（NH₄⁺）=0.2mol，故B正確；

C．由上述分析可知，溶液中一定不含CO₃^2﹣、NO₃^﹣，一定含有SO₄^2﹣，故C錯誤；

D．由上述分析可知，溶液中n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=0.1mol：0.1mol：0.05mol=2：2：1，故D錯誤，

故選B．

點評： 本題考查離子共存、反應(yīng)圖象識別以及離子反應(yīng)有關(guān)計算等，是高考中的常見題型，對學(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，難度較大．