Question

有一無色透明溶液，已知其中可能含有Fe³⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，加入一種淡黃色粉末并加熱，產生沉淀或氣體的物質的量與淡黃色粉末的物質的量關系如圖所示．

請回答：
（1）溶液中肯定沒有

Fe³⁺、Cu²⁺

離子（填離子符號）；
（2）溶液中離子的物質的量之比

1：1：1

；
（3）①淡黃色粉末與水反應的化學方程式

2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑

，若有1mol該物質參加反應則轉移電子

1

mol；
②沉淀部分減少時的離子方程式

Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O

．
（4）寫出構成淡黃色粉末物質的電子式

．

Answer 1

分析：根據實驗現象判斷Fe³⁺、Cu²⁺、NH₄⁺是否存在，根據圖象判斷Mg²⁺、Al³⁺是否存在，根據生成沉淀的情況和消耗的過氧化鈉的情況來確定各個離子的量的多少以及產生氣體的量的多少，氫氧化鎂不溶于氫氧化鈉，但是氫氧化鋁可以溶于氫氧化鈉，根據過氧化鈉中的化學鍵情況來書寫電子式．

解答：解：（1）淡黃色粉末是過氧化鈉，溶液時無色透明，排除鐵離子和銅離子，首先加入過氧化鈉與水反應，
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，當加入過氧化鈉時，生成白色沉淀，推斷一定有Mg²⁺，通過圖象知，在加入過量的過氧化鈉的過程中，沉淀部分溶解，推斷一定含有Al³⁺，氫氧化鎂不溶于強堿，氫氧化鋁是兩性氫氧化物，可以溶于強堿，最終的白色沉淀的成分是氫氧化鎂，根據加入過氧化鈉的量的增加生成氣體的量會變化，所以產生的氣體應含有除氧氣以外的一種氣體，即為氨氣，一定含有銨根離子，故答案為：Fe³⁺、Cu²⁺；
（2）加入過氧化鈉與水反應，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，在0.3-0.35mol這一段內，共溶解氫氧化鋁沉淀0.1mol，則根據
Al³⁺～Al（OH）₃～[Al（OH）₄]^-，所以鋁離子的物質的量是0.1mol，造0～0.3mol過氧化鈉這一段，生成沉淀量最大，是氫氧化鎂和氫氧化鋁的混合物，所以含有氫氧化鎂也是0.1mol，根據Mg²⁺～Mg（OH）₂，所以鎂離子的物質的量是0.1mol，根據氣體的量，當加入0.3mol過氧化鈉時，理論上會產生0.15mol的氧氣，此時生成氣體共0.25mol，所以會生成0.1mol的氨氣，根據NH₄⁺～NH₃↑，銨根離子的物質的量為：0.1mol，所以各種離子濃度只比是1：1：1，故答案為：1：1：1；
（3）過氧化鈉和水反應的方程式為：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑，該反應轉移電子是2mol，若有1mol過氧化鈉參加反應，則轉移電子為1mol，氫氧化鎂和氫氧化鈉不反應，但是氫氧化鋁可以和氫氧化鈉發生反應，
即Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，故答案為：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；1；Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（4）過氧化鈉是鈉離子和過氧根離子之間通過離子鍵形成的離子化合物，電子式為：，
故答案為：．

點評：本題考查的是常見陽離子的檢驗，注意各個離子的性質，結合圖象的方式考查增加了難度，本題綜合性很強，難度很大．