Question

現(xiàn)有一種溶液，其中可能含有Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺．當(dāng)加入一種淡黃色固體并加熱溶解時(shí)，有刺激性氣味的氣體放出和白色沉淀生成，加入淡黃色固體的物質(zhì)的量（橫坐標(biāo)）與析出的沉淀和產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量（縱坐標(biāo)）的關(guān)系如圖所示．試回答下列問(wèn)題：
（1）最終的白色沉淀的成分是（填化學(xué)式）

Mg（OH）₂

，你的理由是

氫氧化鎂不溶于強(qiáng)堿，氫氧化鋁是兩性氫氧化物，可以溶于強(qiáng)堿

．
（2）試確定該溶液中可能含有以上離子中的哪些離子并計(jì)算其相應(yīng)的物質(zhì)的量，完成下表

可能含有的離子 （填離子符號(hào)）	Mg2+	Al3+	NH4+	無(wú)	無(wú)
相應(yīng)的物質(zhì)的量	2mol	2mol	6mol	無(wú)	無(wú)

（3）圖中a點(diǎn)的值為

9

．
（4）圖中b點(diǎn)的氣體組成成分是（填化學(xué)式）

NH₃、O₂

，其物質(zhì)的量之比是

3：2

．

Answer 1

分析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷Fe³⁺、Cu²⁺、NH₄⁺是否存在，根據(jù)圖象判斷Mg²⁺、Al³⁺是否存在，根據(jù)生成沉淀的情況和消耗的過(guò)氧化鈉的情況來(lái)確定各個(gè)離子的量的多少以及產(chǎn)生氣體的量的多少．

解答：解：（1）淡黃色粉末是過(guò)氧化鈉，溶液時(shí)無(wú)色透明，排除鐵離子和銅離子，首先加入過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，當(dāng)加入過(guò)量的過(guò)氧化鈉時(shí)，生成白色沉淀，推斷一定有Mg²⁺，通過(guò)圖象知，在加入過(guò)量的過(guò)氧化鈉的過(guò)程中，沉淀部分溶解，推斷一定含有Al³⁺，氫氧化鎂不溶于強(qiáng)堿，氫氧化鋁是兩性氫氧化物，可以溶于強(qiáng)堿，最終的白色沉淀的成分是氫氧化鎂，故答案為：Mg（OH）₂；氫氧化鎂不溶于強(qiáng)堿，氫氧化鋁是兩性氫氧化物，可以溶于強(qiáng)堿；
（2）淡黃色粉末是過(guò)氧化鈉，溶液時(shí)無(wú)色透明，排除鐵離子和銅離子，首先加入過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，由上式看出加入的量與生成量的比例，根據(jù)a-12mol這一段，所得氫氧化鎂的物質(zhì)的量是2mol，所以含有鎂離子其物質(zhì)的量為2mol，消耗氫氧化鈉4mol，即在0-8mol這一段內(nèi)，共生成沉淀4mol，所以另外2mol是氫氧化鋁，即鋁離子的物質(zhì)的量為2mol，根據(jù)銨離子與氫氧化鈉的氫氧根反應(yīng)生成氨氣，生成6mol的氨氣，所以含有銨根離子是6mol，再之后是曲線了，這是因?yàn)殇@離子幾乎消耗完全，只剩下過(guò)氧化，與水反應(yīng)生成氧氣，而這反應(yīng)會(huì)受溫度，濃度等影響，因此會(huì)隨著反應(yīng)的反應(yīng)，反應(yīng)速率會(huì)變化，因此是曲線，故答案為：

可能含有的離子 （填離子符號(hào)）	Mg2+	Al3+	NH4+
相應(yīng)的物質(zhì)的量	2mol	2mol	6mol

（3）看另一條圖象，圖象中有升有降，根據(jù)a-12mol這一段，所得氫氧化鎂的物質(zhì)的量是2mol，所以含有鎂離子其物質(zhì)的量為2mol，消耗氫氧化鈉4mol，即在0-8mol這一段內(nèi)，共生成沉淀4mol，所以另外2mol是氫氧化鋁，即鋁離子的物質(zhì)的量為2mol，當(dāng)氫氧化鋁全部轉(zhuǎn)化為四羥基合鋁酸鈉時(shí)，消耗消耗氫氧化鈉2mol，即過(guò)氧化鈉1mol，所以a=9．故答案為：9；
（4）先把圖象分兩截看，0-8一段，8-a一段，之后一段，分析0-8這段圖象，加入8mol過(guò)氧化鈉，生成4mol氧氣，圖象中明顯生成b=10mol氣體，所以生成氨氣是6mol，氨氣和氧氣的物質(zhì)的量之比是3：2，故答案為：NH₃、O₂；3：2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查的是常見(jiàn)陽(yáng)離子的檢驗(yàn)，注意各個(gè)離子的性質(zhì)，結(jié)合圖象的方式考查增加了難度，本題綜合性很強(qiáng)，難度很大．