Question

5．某溶液中可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-中的幾種．①若加入鋅粒，產(chǎn)生無色無味的氣體；②若加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，且產(chǎn)生的沉淀量與加入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． 溶液中一定不含CO₃^2-，可能含有SO₄^2-
• B． 溶液中n（NH₄⁺）=0.2mol
• C． 溶液中的陽離子只有H⁺、Mg²⁺、Al³⁺
• D． n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=1：1：1

Answer 1

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?yàn)楫?dāng)沉淀達(dá)到最大值時，繼續(xù)進(jìn)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(jì)算溶液中n（H⁺）、n（Mg²⁺）、n（Al³⁺）、n（NH₄⁺），據(jù)此分析．

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?yàn)楫?dāng)沉淀達(dá)到最大值時，繼續(xù)進(jìn)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-；
A．由以上分析得溶液中一定不含CO₃^2-，一定含有SO₄^2-，故A錯誤；
B．根據(jù)圖象特點(diǎn)可以知道：加入氫氧化鈉，先與氫離子反應(yīng)，再與鎂、鋁離子反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，再與銨根反應(yīng)得到一水合氨，再與氫氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，根據(jù)第二段是氫氧化鈉與銨根反應(yīng)得到一水合氨的階段，即NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.7mol-0.5mol=0.2mol，所以溶液中n（NH₄⁺）=0.2mol，故B正確；
C．據(jù)圖象特點(diǎn)可以知道：加入氫氧化鈉，先與氫離子反應(yīng)，再與鎂、鋁離子反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，再與銨根反應(yīng)得到一水合氨，再與氫氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，所以溶液中的陽離子一定含NH₄⁺、H⁺、Mg²⁺、Al³⁺，故C錯誤；
D．根據(jù)第一段是氫氧化鈉中和氫離子的階段，所以氫離子的物質(zhì)的量是0.1mol，根據(jù)第四段是氫氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)的階段，即Al（OH）₃～OH^-～[Al（OH）₄]^-，則消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：0.8mol-0.7mol=0.1mol，根據(jù)第二段是將鋁離子和鎂離子反應(yīng)生成沉淀的階段，根據(jù)Al³⁺～3OH^-～Al（OH）₃，Mg²⁺～2OH^-～Mg（OH）₂，0.1mol氫氧化鋁消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.3mol，所以鎂離子消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量是：0.5mol-0.1mol-0.3mol=0.1mol，所以鎂離子的物質(zhì)的量是0.05mol，即n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=0.1：0.1：0.05=2：2：1，故D錯誤．
故選B．

點(diǎn)評 本題考查了離子的檢驗(yàn)和有關(guān)離子方程式的計(jì)算，明確圖象中各段發(fā)生的反應(yīng)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．