Question

16．某溶液中可能含有H⁺、Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、SO₄^2-等離子，已知①該溶液的焰色反應(yīng)沒有黃色；②當(dāng)向該溶液中加入某濃度的NaOH溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)生成沉淀的物質(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離子有H⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-；
（2）各離子的物質(zhì)的量之比為n（H⁺）：n（NH₄⁺）：n（Al³⁺）：n（SO₄^2-）=2：3：1：4；
（3）肯定不含的陽離子有Na⁺、Mg²⁺、Fe³⁺；
（4）沉淀溶解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．

Answer 1

分析 ①該溶液的焰色反應(yīng)沒有黃色，則沒有Na⁺；
②加入NaOH溶液后，在0-0.2段沒有生成沉淀，說明溶液中一定存在H⁺，由于后面有沉淀生成及沉淀全部溶解可知，溶液中一定存在Al³⁺，不存在Mg²⁺、Fe³⁺，
0.2-0.5段生成沉淀消耗了0.3mol氫氧化鈉，則Al³⁺的物質(zhì)的量為0.1mol，
0.5-0.8段沉淀的質(zhì)量不變，應(yīng)為NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O的反應(yīng)，則含有NH₄⁺為0.2mol；
由電荷守恒可知一定含有SO₄^2-，根據(jù)電荷守恒計(jì)算硫酸根離子的物質(zhì)的量，據(jù)此分析．

解答 解：①該溶液的焰色反應(yīng)沒有黃色，則沒有Na⁺；
②加入NaOH溶液后，在0-0.2段沒有生成沉淀，說明溶液中一定存在H⁺，由于后面有沉淀生成及沉淀全部溶解可知，溶液中一定存在Al³⁺，不存在Mg²⁺、Fe³⁺，
0.2-0.5段生成沉淀消耗了0.3mol氫氧化鈉，則Al³⁺的物質(zhì)的量為0.1mol，
0.5-0.8段沉淀的質(zhì)量不變，應(yīng)為NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O的反應(yīng)，則含有NH₄⁺為0.2mol；
由電荷守恒可知一定含有SO₄^2-，
（1）該溶液中肯定含有的離子有H⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-；故答案為：H⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-；
（2）開始加入0.2 mol NaOH時(shí)，溶液無沉淀產(chǎn)生，說明溶液中有H⁺，且其物質(zhì)的量為0.2 mol；因?yàn)樽罱K沉淀完全溶解，所以溶液中無Mg²⁺、Fe³⁺，且產(chǎn)生沉淀和沉淀溶解所需的NaOH的物質(zhì)的量為3：1，所以溶液中有Al³⁺且其物質(zhì)的量為0.1 mol；當(dāng)加入5～8 mol NaOH時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)為NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，所以溶液中NH₄⁺為0.3 mol，而陰離子SO₄^2-一定含有，根據(jù)電荷守恒可知：SO₄^2-的物質(zhì)的量為0.4mol，則H⁺、NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-的物質(zhì)的量之比為0.2mol：0.3mol：0.1mol：0.4mol=2：3：1：4；
故答案為：n（H⁺）：n（NH₄⁺）：n（Al³⁺）：n（SO₄^2-）=2：3：1：4；
（3）由分析可知一定不含有Na⁺、Mg²⁺、Fe³⁺，故答案為：Na⁺、Mg²⁺、Fe³⁺；
（4）氫氧化鋁沉淀與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，發(fā)生的離子反應(yīng)為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．

點(diǎn)評 本題考查了離子檢驗(yàn)的方法應(yīng)用，題目難度中等，氫氧化鋁是兩性氫氧化物溶于強(qiáng)堿是解題關(guān)鍵，本題難點(diǎn)在于如何根據(jù)圖象中的數(shù)據(jù)判斷鐵離子的存在及根據(jù)溶液電中性判斷一定存在硫酸根離子．